Явления на границах металл — металл и металл — раствор

Коррозия является переходом металла в любые химические соединения, которые возникают па границе раздела металл—пленка и выделение которых означает появление новой фазы. Для образования этой новой фазы, возникающей на границе раздела металл—плепка, нужно совершить активационную работу, которая будет соответствовать энергии отрыва нленки от поверхности металла. Это явление совершенно аналогично любому процессу образования повой фазы внутри твердого тела (например, возникновение пузырей газа внутри металлов и т. д.), и хорошо известно, что такие процессы идут с большими теплотами активации. В случае, если процесс выделения этих веществ в виде новой фазы протекает с большими теплотами активации, могут возникать значительные пересыщения образовавшиеся окислы могут растворяться в веществе нленки, образуя растворы с громадными степенями пересыщения. И действительно — нри испытании покрытий, обладающих большой диффузионной проницаемостью, хорошо набухающих в воде (желатина и поливиниловый снирт), оказалось, что окись железа образуется не на поверхности металла, а на наружной поверхности пленок, вплоть до образования обильного осадка гидроокиси железа в растворе без какого-либо разрушения защитных нленок. Это показывает, что па границе поверхности металл—пленка нет условий для образования новой фазы вследствие высокой адгезионной способности этих пленок, а образующиеся окислы растворяются в веществе нленки и, диффундируя через нее, выделяются там, где образование новой фазы происходит без каких-либо затруднений, т. е. на границе раздела защитной нленки с раствором. [c.317]

Гальваническими элементами называются устройства, с помощью которых химическая энергия окислительно-восстановитель-ных процессов может быть преобразована в электрическую. В основе работы гальванических элементов лежат явления, происходящие на границе между металлом и раствором электролита и сопровождающиеся возникновением на ней разности, или скачка, потенциалов. [c.159]

Первый из этих методов основан на явлении смачиваемости. Если на исследуемую металлическую поверхность в растворе электролита поместить пузырек газа, то образуется граница трех фаз металла (/), раствора (2) и газа (3) — рис. 23. Угол О между поверхностью металла и касательной к границе раствор — газ в точке А, где сходятся все три [c.51]

В этом направлении у нас проведено большое число работ, на которых в рамках настоящей статьи можно остановиться лишь частично. Так, на основе термодинамической трактовки адсорбционных явлений на границе между металлом и раствором удалось определить зависимость адсорбции органических веществ от потенциала электрода. Исследования двойного электрического слоя на границе между жидкими металлами н раствором показали, что характерная величина, определяющая в первую очередь структуру двойного электрического слоя, т. е. потенциал, при котором плотность заряда на поверхности металла равна нулю (потенциал нулевого заряда), является индивидуальной константой, зависящей от природы металла. При потенциале нулевого заряда граница металл—электролит делается до некоторой степени подобной границе металл—вакуум. Поэтому потенциал нулевого заряда можно связать с работой выхода электронов из металла в вакуум. Через положе- [c.7]

ЯВЛЕНИЯ НЛ ГРАНИЦАХ МЕТАЛЛ — МЕТАЛЛ И МЕТАЛЛ —РАСТВОР [c.212]

ЯВЛЕНИЯ НА ГРАНИЦАХ МЕТАЛЛ—МЕТАЛЛ И МЕТАЛЛ—РАСТВОР. [c.352]

Многие проблемы химии окружающей среды связаны с поверхностными явлениями. Однако большинство исследований, посвященных поверхностным явлениям, относится к процессам, протекающим на границе раздела металл (электрод) — раствор (электролит). Сейчас исследования нужно ориентировать таким образом, чтобы последовательно перейти от исследования этих хорошо изученных систем к исследованию явлений на границе раздела полупроводник—раствор, и, наконец, к процессам на поверхности диэлектрика, т. е. полупроводника с малой концентрацией электронов в зоне проводимости, который соприкасается с раствором, содержащим ионы. Именно эта модель является ближайшей к биологическим системам и возможно она поможет глубоко понять некоторые важнейшие процессы. [c.651]

Общую реакцию, обусловливающую П( явление скачка потенциала на границе металл — раствор, следует написать поэтому в следующем виде [c.221]

Прн погружении металла в раствор любого электролита на границе между металлом (электродом) и раствором возникает разность потенциалов, которая носит название потенциала электрода. Это же явление наблюдается и на границе соприкосновения растворов двух электролитов. Величина электродного потенциала Е между. металлом и электролитом определяется уравнением Нернста [c.249]

Как уже было показано, при соприкосновении двух таких различных электропроводящих фаз, как металл и вода, на их границе возникает разность (скачок) потенциалов. Более сильно это явление проявляется с увеличением электропроводности жидкой фазы, например при погружении металла в раствор электролита. Находящиеся в электропроводящих фазах носители зарядов разного знака (положительные и отрицательные ионы или электроны) пересекают фазовую границу в неодинаковых количествах (во многих случаях пересечь ее могут носители заряда только одного знака). Следовательно, в одной фазе образуется избыток положительных зарядов, а в другой — отрицательных. Возникает разность потенциалов. [c.31]

Несмотря на одинаковый результат, физико-химические явления, сопровождающие электрохимические реакции, существенно отличаются от явлений, сопровождающих чисто химические процессы. Так, для электрохимического механизма важную роль играет строение границы раздела между металлом (электродом) и раствором, а также направлен-ность потоков реагирующих веществ (в данном примере Ре (И) и Се (IV)) к поверхности электродов, а продуктов реакции — от электродов в объем раствора. Важным следствием этих различий является то, что большая часть химической энергии в условиях электрохимического механизма превращается в электрическую энергию, тогда как в усло- [c.5]

Для дальнейшего развития представлений о строении границы раздела электрод — ионная система и о кинетике процессов на этой границе необходимо усовершенствование существующих и разработка новых экспериментальных методов, более широкое применение современной электронно-вычислительной техники. Уже достигнут существенный прогресс в автоматизации электрохимических измерений и развитии разнообразных импульсных методов, позволяющих, в частности, изучать явления, которые протекают за времена порядка 10 с и менее (импульсные гальваностатические методы, метод высокочастотной рефлектометрии и др.). Далеко не исчерпаны возможности метода фотоэмиссии электронов из металла в раствор. Большой интерес представляют оптические методы изучения состояния поверхности электродов, а также воздействие на границу электрод — раствор лазерными импульсами различной длительности и частоты. Ценным дополнением к существующим методам электрохимической кинетики может служить метод изучения фарадеевских шумов — чрезвычайно слабых флуктуаций потенциала или тока, сопровождающих протекание всех электродных процессов и вызванных дискретным характером переноса электронов через границу фаз, дискретностью диффузионного потока и т. д. Использование электродов в виде очень тонких проволок или пленок, напыленных в вакууме на инертные подложки, позволяет делать выводы об адсорбционных явлениях по изменению сопротивления этих электродов. Для изучения состояния поверхности электродов и кинетики электродных процессов еще недостаточно используются такие мощные современные методы, как ЯМР, ЭПР, дифракция медленных электронов и т. п. Новые методы предварительно проверяются на ртутном электроде, на котором строение двойного слоя и кинетика многих электродных процессов исследованы с количественной стороны. По-прежнему актуальна проблема разработки методов очистки исследуемых растворов от посторонних примесей и приготовления чистых электродных поверхностей. [c.391]

Эта книга отличается прежде всего строгим и всесторонним изложением современных представлений о строении границы раздела электрод — раствор. В ней рассмотрены новые важные проблемы (например, термодинамика поверхностных явлений на металлах, адсорбирующих водород и кислород, современное понятие о заряде электрода, теория адсорбции органических соединений на электродах), которые еще не были отражены в учебной литературе. [c.3]

Измерения потенциалов нулевых точек позволили установить, что их разности для двух металлов действительно соответствуют контактной разности потенциалов (потенциалов Вольта). Следует, однако, отметить, что это утверждение не является совершенно точным, так как на границе металл—раствор может возникнуть скачок потенциала вследствие адсорбции и ориентации на поверхности металла нейтральных молекул. Такое явление может иметь место в случае, если молекулы характеризуются значительными дипольными моментами, например молекулы воды. Кроме того, на поверхности металла могут адсорбироваться и посторонние ионы. [c.193]

Электрохимия. Этот раздел физической химии посвящен изучению связи между химическими и электрическими явлениями. В электрохимии исследуются свойства растворов электролитов, кинетика и механизм процессов на границе таких систем с другими телами, главным образом металлами (электродные процессы). [c.8]

До сих пор были рассмотрены электрические явления на границе разнородных фаз, в частности металла и раствора его соли, и показано, что образование двойного электрического слоя на этой границе приводит к возникновению скачка потенциала (или межфазной разности потенциалов). [c.49]

К началу нащего столетия природа электродвижущей силы гальванического элемента рассматривалась с двух точек зрения. Согласно первой, контактной теории Вольта, источником э. д. с. считали контакт между двумя металлами. По второй, химической, теории скачок потенциала целиком связывали с явлениями, протекающими на границе между металлом и раствором. По этой теории, при отсутствии иоппого двойного слоя на поверхно- [c.10]

При носстаиовленнн иитросоединений оловом промежуточные продукты обнаружить нельзя, поскольку скорость их восстановления очень пелика, больше чем скорость восстановления самого нитрососдииения Это явление вполне понятно, так как в последние годы установлено, что кинетика восстановления соответствует кинетическим законам диффузионных процессов [4] Следовательно, реакция протекает прежде всего иа границе раздела фаз металл — раствор [c.117]

Советским электрохимикам удалось создать тонкую экспериментальную методику исследования электродных процессов построение поляризационных кривых в стационарных и нестационарных условиях, метод с использованием переменных токов, ос-циллографический метод, позволяющий установить временную зависимость потенциала электрода при пропускании тока постоянной силы, метод меченых атомов и др. Новые инструментальные методы раскрыли перед исследователями более широкие горизонты. Так, было показано, что основным фактором, определяющим возникновение скачка потенциала на границе между металлом и раствором, является двойной электрический слой из зарядов металла и ионов раствора. Было найдено, что на условия появления и величину скачка потенциала между металлом и раствором большое влияние оказывает адсорбция и ориентация дипольных молекул. Сопоставление данных, полученных при изучении электрокапиллярных явлений, пролило яркий свет на роль поверхностно активных и коллоидных веществ, адсорбирующихся на поверхности электродов. [c.3]

Механизм действия ингибиторов объясняется по-разному. Одни авторы объясняют действие ингибиторов адсорбционными явлениями на поверхности раздела металл — раствор, другие — снижением поверхностного натяжения кислоты в присутствии различных ингибиторов протеканием различных химических реакций или изменением омического сопротивлеиия на границе раздела фаз металл — электролит, увеличением перенапряжения водорода на металле. [c.24]

Вопросы адсорбции органических соединений на границе между металлами и растворами электролитов привлекают в настоящее время большое внимание всех занимаюш,ихся теоретической и прикладной электрохимией. Действительно, не учитывая явлений адсорбции, нельзя понять механизм большей части процессов, происходяш,их на ртутном электроде [c.3]

Образующиеся в ходе такого взаимодействия гидроксиды и оксиды будут, естественно, изменять свойства металла, в том числе его нулевую точку и работу выхода. Весьма вероятно, что отклонения, наблюдающиеся для галлия и некоторых других металлов, обусловлены именно этой причиной. В пользу такого заключения говорит и уменьшение расхождения при смещении потенциала электрода отрицательнее нулевой точки, т. е. когда становится более вероятным восстановление поверхностных оксидов и переход к чистому металлу. Следует, однако, иметь в ниду, что теория электрокапи.мярных явлений, элементы которой были рассмотрены, относится лишь к случ<1Ю идеально поляризуемых электродов. При переходе к обратимым электродам появляются осложнения, связанные с определением заряда их поверхностей. Во-первых, на обратимых электродах возможно протекание электрохимических реакций и связанный с ними перенос зарядов через границу раздела электрод — раствор. Во-вторых, в этом случае иельз) игнорировать (чего, впрочем, нельзя делать и для любых не идоал1>но поляризуемых электродов) передачу электронов от ионов или от других адсорбированных частиц на электрод и в обратном направлении. Многие [c.259]

Когда ионы металла переходят в раствор (энергия гидратации ионов достаточна для разрыва связи между ион-атомами и электронами), на поверхности металла остается эквивалентное количество электронов (рис. 7), которые в раствор не переходят и сообщают металлу отрицательный заряд. 3)тот заряд вызывает электростатическое притяжение между положительно заряженными ионами металла, нерешедщими в раствор, и поверхностью металла. Указанные явления на границе металл — водный раствор электролита приводят к возникновению двойного электрического слоя, образуемого электрическими зарядами, находящимися на металле, и ионами противоположного заряда, располагающимися у поверхности металла в растворе, что приводит к установлению некоторой разности потенциалов между металлом и раствором электролита (рис. 8, а). [c.15]

Избыток свободной энергии, которым обладает единица поверк-ности раздела фаз, по сравнению с каждой из граничащих фаз, называется поверхностным натяжением. Электрокапиллярные явления характеризуют зависимость, которая существует между поверхностным натяжением и потенциалом на границе металл — раствор. Гра-фически эта зависимость выражается в виде так называемых элек-трокапиллярных -кривых. Поверхностное натяжение на границе металл — раствор наиболее просто можно измерять на жидких металлах. Поэтому большинство опытных данных по электрокапиллярным явлениям в водных растворах получено на ртути. [c.303]

Первый из этих методов основан на явлении смачиваемости. Если на исследуемую металлическую поверхность в растворе электролита поместить пузырек газа, то образуется граница трех фаз (рис. 23) металла 1, раствора 2 и газа 3. Угол между поверхностью металла и касательной к границе раствор— газ в точке А, где сходятся все три фазы, называется краевым углом смачивания. Как показывает термодинамический анализ, условие равновесия на трехфазной границе описывается уравнением [c.46]

Если металлическую пластинку, папример медную, погрузить в воду (или раствор соли меди), то из слоя металла, находящегося на границе с водой, положительно заряженные ионы Си + начнут переходить в воду. При этом в кристаллической решетке металла окажется нзбыток электронов и пластина приобретает отрицательный заряд. Между отрицательно заряженной пластиной и перешедшими в раствор положительными ионами возникает электростатическое притяжение, что препятствует дальнейшему переходу ионов меди в раствор, т. е. процесс растворения металла прекращается. Одновременно развивается противоположный процесс ионы меди из раствора, подойдя к поверхности пластины, принимают от нее электроны и переходят в нейтральное состояние. Через какой-то промежуток времени устанавливается состояние динамического равновесия, при котором скорость перехода ионов из металла в раствор равна скорости разряжения ионов из раствора на металле. Схематически описанное явление представлено на рис. 87 (ионь металла для простоты изображены негидратирозаннымп). [c.324]

Круг явлений, в которых решаюпгую роль играют поверхностные процессы, широк и разнообразен. Это в первую очередь поверхностное натяжение на границе раздела жидкости и газа, стремящееся стянуть эту поверхность до минимального размера и приводящее к сферической форме капель и пузырьков газа в жидкости поглощение газов и растворенных веществ на поверхности твердых тел—адсорбция способность жидкостей растекаться по поверхности твердых тел (смачивание) явления прилипания и трения возникновение электрического потенциала при погружении металла в раствор электролита и многие другие. [c.306]

В книге изложены современные теории прохождения тока через растворы электролитов приведены основные положения теории слабых и сильных электролитов рассматриваются электродвижущие силы гальванических элементов и скачки потенциалов, возникающие на границе фаз описываются концентрационные элементы и условия их применения анализируется строение, свойства и теория двойного электрического слоя даны сведения об электрокапиллярных и электроки-нетических явлениях приводится анализ природы и особенностей электродной поляризации рассматриваются современная теория и закономерности электроосаждения металлов из растворов их простых и комплексных солей представлены новейшие данные по коррозии металлов и явлению пассивности. [c.2]

Поверхностное натяжение а на границе металл — раствор электролита зависит от потенциала е. Впервые количественно это явление исследовал Липпман, он же предложил название элект-рокапиллярные явления . Для измерения поверхностного натяжения ртути при различных потенциалах применяется капиллярный электрометр Гуи — Липпмана, схематически изображенный на рис. 1. [c.230]

Изучением электрокапиллярных явлений и строения двойного электрического слоя на границе металл — раствор занимался советский ученый А. Н. Фрумк . . Электрохимическая теория коррозии была развита в трудах Г. В. Акимова, В. А. Кистяковского и др. [c.256]

При изучении количественной стороны явлений, наблюдаемых на границе металл — раствор, было установлено, что величина равновесного электродного потенциала ме ме"+ зависит ОТ природы мстэлла, из которого приготовлен электрод, температуры и концентрации ионов металла в растворе соли. Зная эти величины, молено вычислить электродный потенциал по формуле (уравнение Нернста) [c.285]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология