Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Тема 6. Электрохимические процессы

    Широко распространенное явление адсорбции частиц на электроде заметно влияет на изменение двойного электрического слоя и свойства электродной поверхности. Это значит, что в цепи ряда последовательных стадий, осуществляемых с одинаковыми скоростями, энергия, затрачиваемая на преодоление адсорбционных слоев, возникающих на электроде, становится настолько значительной, что в конечном итоге именно эта стадия оказывается наиболее замедленной, лимитирующей скорость всего электродного процесса. Вместе с тем, электрохимические процессы с участием органических или коллоидных ПАВ чрезвычайно сложны по своей природе. Скорость электродного процесса и механизм его протекания определяются природой ионов, находящихся в растворе и разряжающихся на электроде, свойствами раствори- [c.385]


    Далее будет показано, что электролиз исследуемого в аналитических целях раствора может быть проведен в таких условиях, что характер изменения потенциала рабочего электрода, ход этого изменения будет строго связан с теми электрохимическими процессами, которые могут иметь место в данной системе. [c.225]

    В этом способе основное внимание уделяется тем электрохимическим процессам, которые происходят при окислительно-восстановительных реакциях. В соответствии с этим формулы участвующих в реакции веществ пи- [c.95]

    Примеры 3 и 4 показывают, что в случае электрохимических процессов, протекающих с участием воды, концентрация ионов водорода входит в числитель логарифмического члена уравнения потенциала. Поэтому электродные потенциалы таких процессов зависят от pH раствора и имеют тем большую величину, чем кислее раствор. [c.285]

    В 99 отмечалось, что электродные потенциалы процессов, протекающих с участием воды, ионов водорода илн гидроксид-ионов, имеют тем большую величину, чем кислее раствор, паче говоря, если в электрохимическом процессе принимает участие вода и продукты ее диссоциации, то окислитель сильнее проявляет окислительные свойства в кислой среде, а восстановитель сильнее проявляет восстановительные свойства в щелочной среде. Эта общая закономерность хорошо видна на примере соединений мышьяка. Мышьяковая кислота и ее солн в кислой среде взаимодействуют с восстановителями, переходя в мышьяковистую кислоту или в арсениты. Например  [c.426]

    Характер влияния температуры на скорость электрохимических процессов определяется температурной зависимостью константы скорости электрохимической реакции [при кинетическом контроле процесса — см. уравнения (370) и (371)1 или коэффициента диффузии [при диффузионном контроле процесса — см. уравнения (417) и (418)1, которая выражается одним и тем же экспоненциальным законом (242). [c.353]

    На рис. 2.18 представлена полярографическая волна. При низких значениях потенциала (участок А), величина которого не достаточна для того, чтобы на рабочем микроэлектроде происходила электрохимическая реакция, через ячейку проходит очень незначительный остаточный ток, обусловленный, прежде всего, током заряжения двойного электрического слоя и присутствием в растворе электрохимически более активных, чем анализируемое вещество, примесей. При увеличении потенциала электрохимически активное вещество (называемое деполяризатором) вступает в электрохимическую реакцию на электроде и ток в результате этого резко возрастает (участок В). Это так называемый фарадеевский ток. С ростом потенциала ток возрастает до некоторого предельного значения, оставаясь затем постоянным (участок С). Предельный ток обусловлен тем, что в данной области потенциалов практически весь деполяризатор из приэлектродного слоя исчерпан в результате электрохимической реакции, а обедненный слой обогащается за счет диффузии деполяризатора из объема раствора. Скорость диффузии в этих условиях контролирует скорость электрохимического процесса в целом. Такой ток называют предельным диффузионным. Для того чтобы исключить электростатическое перемещение деполяризатора (миграцию) в поле электродов и понизить сопротивление в ячейке, измерения проводят в присутствии большого избытка сильного электролита, называемого фоном. Являясь электрохимически индифферентным, вещество фонового раствора может вступать в химические реакции (часто это реакции комплексообразования) с определяемым веществом. Иногда фоновый электролит одновременно играет роль буферного раствора. Например, при полярографическом определении ионов 0(1 +, Си +, N +1 o + в качестве фона используют аммиачный буфер- [c.139]


    Чтобы понять природу электрохимических процессов, обратимся к более простому случаю. Представим себе металлическую пластинку, погруженную в воду. Под действием полярных молекул воды ионы металла отрываются от поверхности пластинки и гидратированными переходят в жидкую фазу. Последняя при этом заряжается положительно, а на металлической пластинке появляется избыток электронов. Чем дальше протекает процесс, тем больше становится заряд как пластинки, так и жидкой фазы. [c.78]

    Таким образом, можно заключить, что при современном представлении электрохимических процессов фактически имеем следующие два типа электродов первого рода, когда в электродной реакции участвуют только электрохимически окисляемый и восстанавливаемый компоненты редокс пары, и второго рода, когда в электродном процессе принимают участие еще посторонние ионы, не подвергающиеся в данных условиях электрохимическому превращению, а лишь химически взаимодействующие с одним из компонентов редокс пары, тем самым лимитирующие электрохимический процесс. [c.35]

    Титрование многокомпонентных систем. На величине скачка потенциала отражается также присутствие в растворе нескольких компонентов,, способных последовательно реагировать с одним й тем же титрантом, если все они в свою очередь обеспечивают соответствующие индикаторные электрохимические реакции. В этом случае величина каждого скачка потенциала (кроме последнего) заметно меньше, чем это наблюдалось бы при титровании данного компонента в отсутствие других, так как еще до полного завершения предыдущей химической реакции начинается последующая с присущим ей новым индикаторным электрохимическим процессом взамен того, в котором должен был бы участвовать титрант. [c.63]

    Метод кривых заряжения может быть применен к порошкообразным металлам. Для этого они или вводятся в ячейку завернутыми в частую платиновую сетку, или взбалтываются в растворе так, что постоянно приходят в контакт с индикаторным платиновым электродом. Измерения на порошках (или чернях) представляют интерес в связи с тем, что порошкообразные платиновые катализаторы широко применяются при проведении различных каталитических и электрохимических процессов. [c.65]

    Таким образом, сдвиг потенциала при наложении внешнего тока тем меньше, чем больше 1 .. Величина для электродов с сопряженными электрохимическими процессами играет такую же роль, как ток обмена 0 для электрода, на котором протекает один электродный процесс [ср. уравнения (69.8) и (47.10)]. [c.360]

    Так, следует отметить, что современные теории двойного электрического слоя носят феноменологический и полуэмпирический характер. Вместе с тем уже накопился значительный экспериментальный материал, объяснение которого требует рассмотрения структуры поверхности на молекулярном уровне. Такой подход необходим для более детального описания адсорбции органических веществ на электродах, а также для объяснения ряда особенностей структуры поверхностного слоя и в отсутствие органических веществ. Попытки создания молекулярных теорий двойного слоя уже предпринимались. Однако эти теории еще далеки от совершенства. Другой важной проблемой является построение количественной теории поверхностного слоя при хемосорбции ионов, сопровождающейся переносом заряда. Явления переноса заряда при адсорбции широко распространены и играют существенную роль в кинетике электродных процессов. Часто на поверхности электрода находится хемосорбированный кислород (или кислород в другой форме), который сильно влияет на строение поверхностного слоя и скорость электрохимических процессов. Поэтому количественное исследование строения двойного электрического слоя и электрохимической кинетики на окисленных поверхностях представляет собой одну из важнейших проблем кинетики электродных процессов. [c.389]

    Она является функцией тока чем выше плотность тока, тем больше значение поляризации. Если потенциал становится более отрицательным, поляризацию называют катодной, если более положительным — анодной. Возникновение поляризации обусловлено замедлением электродного процесса. Можно считать установленным тот факт, что в основе зависимостей ф —/ и Дф —/ лежат кинетические закономерности, характерные для данной электродной реакции. Методы изучения особенностей поляризационных кривых потенциал — плотность тока называют вольтамперометрией. Любой электродный процесс представляет собой сложную гетерогенную реакцию, состоящую из ряда последовательных стадий. Скорость многостадийной реакции определяется скоростью наиболее медленной стадии. Это представление справедливо и для электрохимической реакции. Возникновение электродной поляризации связано поэтому непосредственно с той стадией, которая определяет скорость всего процесса. Если изменить ход процесса, т. е. увеличить его скорость, то и налагаемое напряжение может уменьшиться и стать меньше обратимого потенциала. Уменьшение электродного потенциала по сравнению с обратимым и процесс, обусловливающий его, называют деполяризацией. Значение поляризационных и деполяризационных явлений при практическом использовании неравновесных электрохимических систем велико. Потенциалы поляризованных электродов определяют напряжение электрохимической цепи, а следовательно, и напряжение на клеммах химического источника тока, т. е. определяют энергетические затраты. Поэтому особенно важен выбор оптимальных условий проведения электрохимического процесса. [c.203]


    Измерение ЭДС гальванических элементов — простой и точный метод получения сведений о термодинамических характеристиках компонентов окислительно-восстановительных реакций. Потенциал электрода, а следовательно, и ЭДС элемента, включающего этот электрод, зависят от активностей ионов, участвующих в электрохимическом процессе на электроде. Поэтому, измеряя 3)ДС соответствующим образом сконструированных элементов, можно определять активности ионов и их концентрации, в частности концентрации ионов водорода и тем самым pH растворов. [c.300]

    Скорость электрохимических реакций, как и химических, может быть увеличена повышением температуры и применением катализатора. При повышении температуры растет доля активных молекул, при применении катализатора снижается энергия активации. Энергия активации электрохимической реакции может быь также снижена при изменении потенциала электрода по сравнению с его равновесным потенциалом, т. е. при поляризации. А так как при уменьшении энергии активации растет скорость реакции, то увеличение поляризации приводит к ускорению электрохимической реакции, т. е. к повышению плотности тока. И чем больше энергия активации процесса, т. е. чем медленнее процесс протекает в прямом и обратном направлениях при равновесии, тем большая поляризация требуется для обеспечения определенной скорости электрохимического процесса, выражаемой через плотность тока. Связь между электрохимическим [c.205]

    Эти же цепи при определенных условиях можно использовать для установления температуры аллотропического превращения. Если повысить температуру до значения, при котором а-модификация переходит в р-модификацию, то оба -)лектрода окажутся в одной и той же модификации и э.д.с. системы будет равна (или близка) нулю. Э.д.с. системы может отличаться от нуля потому, что свободная энергия двух электродов, изготовленных из металла одной и той же модификации, не обязательно должна быть одинаковой. Это наблюдается, например, в том случае, когда электроды различаются по размерам образующих их зерен или находятся под различным внутренним напряжением. Электрод, образованный более мелкими кристаллами или находящийся под избыточным механическим напряжением, играет роль отрицательного полюса элемента. Он растворяется, а на другом электроде происходит осаждение металла. Более того, разность потенциалов может возникать даже, если в качестве электродов использоЕ1аны разные грани монокристалла одного и того же металла, поскольку они обладают разным запасом свободной энергии. Электрод, образованный гранью с по-выщенным запасом поверхностной энергии, будет растворяться, а ионы металла — выделяться на грани с меньшей поверхностной энергией. Следует, однако, подчеркнуть, что во многих из этих случаев разность потенциалов, существующая между двумя различными образцами одного и того же металла, не должна отождествляться с обратимой э.д.с., поскольку она отвечает не равновесному, а стационарному состоянию элект[)0Д0в. Разности потенциалов, возникающие в рассмотренных случая , обычно малы, тем не менее в некоторых электрохимических процессах, в частности в процессах коррозии, их необходимо принимать во внимание. [c.195]

    Значение явлений диффузионного перенапряжения для электрохимических процессов. Уравнения, описывающие диффузионное перенапряжение, основаны на предположении о сохранении термодинамического равновесия между электродом и электро-лито.м и на формуле Нернста для обратимого потенциала. Исследование диффузионного перенапряжения не может дать поэтому никаких дополнительных сведений ни с действительном шути протекания электродной реакции, ни о стадиях, составляющих эту реакцию. Вместе с тем применение экспериментальных методов, основанных иа явлениях диффузионного перенапряжения — ртутногО капельного мегода и вращающегося дискового электрода,— позволяет определить многие величины, играющие важную роль в кинетике электродных процессов и в элеюрохимии вообще, а также установить, является ли диффузия единственной лимитирующей стадией. [c.319]

    Ранее считалось, как само собой разумеющееся, что поверхность катода всегда отрицательна, причем тем более отрицательна, чем менее электроположителен электродный металл. Эта точка зрения, сохранившая известное распространение и в настоящее время, ошибочна. Заряд поверхности металла не определяется ни той ролью, какую металл играет в электрохимическом процессе (т. е. является ли он катодом или анодом), ни его электродным потенциалом в данных условиях. Заряд поверхности электрода можно оценить, если воспользоваться предложенной Л. И. Антроповым приведенной, или ф-шкалой потенциалов. Потенциал электрода в ф-шкале представляет собой разность между его потенциалом II данных конкретных условиях (например, в процессе электроосаждеиия металла) и соответствующей нулевой точкой. Потенциал электрода в приведенной шкале служит мерой заряда поверхности и позволяет предвидеть, адсорбция каких именно ионов будет наиболее вероятной в данных условиях. Это положение можно проиллюстрировать на примере катодного выделения никеля, цинка, кадмия н сви1ща из растворов их простых солей. Все эти металлы выделяются при отрицательных потенциалах (по водоро/ ной шкале), которые в обычных режимах электролиза имеют следующие значения —0,80 В (Ni), —0,80 В (Zn), —0,45 В ( d) и —0,15 В (РЬ). Их потенциалы в приведенной шкале, т. е. заряды, можно оценить, воспользовавшись данными о нулевых точках этих металлов (см. табл. 11.6)  [c.469]

    Аналогично можно показать, что потенц 1алы десорбции в случае кадмия и свинца будут одинаковы (—1,5 В). Таким е образом можно найти и потенциалы начала адсорбции, иными словами, положительные потенциалы десорбции. Установив тем самым область Г-потепциалов, внутри которых вероятна адсорбция данного соединения на различных металлах, можно предсказать, что способно ли это соединение влиять на конкретный электрохимический процесс, протекающий при известном значении электродного потенциала. [c.470]

    В этом можно было убедиться на примере рассмотренной пыше реакции разряда ионов гидроксония. Эта реакция кажется одной из самых простых, но механизм ее оказывается довольно сложным. Тем более сложны электрохимические реакции с участием органических молекул. В связи с этим, а также из-за отсутствия достаточно" эффективных комплексных методик, позволяющих хотя бы до некоторой степени охватить псе промежуточные стадии сложного электрохимического процесса, наши сведения об истинном механизе реакций электровосстановления и электроокисления довольно скудны. [c.631]

    Для регулирования ироцесса структурообразования применяют вибрационные, ультразвуковые, кавитационные, электрогидравли-ческие, электромагнитные, электрохимические и другие воздействия.. Все они направлены на ускорение процесса структурообразования и улучшение свойств образующегося цементного камня. Механизм их действия заключается в разрушении экранирующих пленок продуктов гидратации вокруг зерен цемента, препятствующих массообмену между зоной реакции и окружающей жидкой фазой п замедляющих тем самым процесс гидратации. Другое назначение этих методов состоит в разрушении коагуляционных и непрочных конденсационно-кристаллизационных контактов, образующихся на ранней стадии твердения. При этом улучшаются реологические свойства цементной суспензии (повышается ее подвижность) и улучшаются условия образования конечной структуры. [c.115]

    При наличии электрического поля на границе мегалл — покрытие развиваются электрохимические реакции, продукты которых могут способствовать разрушению покрытий. Ясно, что чем меньше сопротивление покрытия, тем выше при прочих равных условиях скорость электрохимических процессов и тем сильнее их влияние на устойчивость покрытий. Прохождение через покрытие катодного тока (например, при электрохимической защите) нередко сопровождается отслоением защитной пленки, что объясняется более усиленной мшрацией воды через покрытие выделением газообразного водорода, вызывающим отрыв покрытия защелачиванием среды в пограничном слое, которое способствует омылению некоторых компонентов покрытия. [c.44]

    Электродные процессы происходят в пределах тонкого поверхностного слоя на границе электрод — ионная система, где образуется так называемый двойной электрический слой. Поэтому механизм электродных процессов не может быть выяснен без знания структуры этого слоя. Это обстоятельство оправдывает детальное рассмотрение структуры заряженных межфазных границ в курсе кинетики электродных процессов. Построение теории двойного электрического слоя и электрохимической кинетики основывается на достижениях статистической физики, квантовой механики, теории адсорбции, теории твердого тела и других разделов теоретической физики и химии. Поэтому в настоящее время теория электрохимических процессов сделалась одним из наиболее математизированных разделов химической науки. Экспериментальное исследование строения границы раздела электрод—ионная система и возникающих на этой границе явлений во все возрастающем объеме требует использования возможностей современной электронной техники, оптики, электронографии. Впитывая достижения современной науки и техники и сохраняя свои традиционные позиции, электрохимия вместе с тем прокладывает себе путь в области кибернетики, проблем сохранения чистоты окружающей среды, молекулярной биологии. [c.7]

    Основным преимуществом осциллографической полярографии является возможность быстрого проведения качественного и количественного анализа раствора, поскольку время снятия осциллополяро-грамм составляет сотые доли секунды. Поэтому осциллографическая полярография используется при изучении изменения состава раствора для быстрых химических реакций, для обнаружения короткоживущих продуктов электрохимических процессов и т. п. Однако при анализе многокомпонентных систем методом осциллографической полярографии возникают трудности, связанные с тем, что для определения высоты последующего пика необходимо вводить поправку на ток предыдущей электрохимической реакции, который в отличие от классической полярографии не остается постоянным, а падает по мере сдвига потенциала в катодную сторону (см. рис. 112). [c.210]

    Построение теории двойного электрического слоя и электрохимической кинетики основывается на достижениях статистической физики, квантовой механики, теории адсорбции, теории твердого тела и других разделов теоретической физики и химии. Поэтому в настоящее время теория электрохимических процессов сделалась одним из наиболее математизированных разделов химической науки. Экспериментальное исследование строения границы раздела электрод — ионная система и возникающих на этой границе явлений во все возрастающем объеме требует использования возможностей современной электронной техники, оптики, электронографии. Впитывая достижения современной науки и техники и сохраняя свои традиционные позиции, электрохимия вместе с тем прокладывает себе путь в области кибернетики, проблем сохранения чистоты окружающей среды, молекулярной биологии. [c.7]

    Это уравнение было экспериментально подтверждено А. Н. Фрумкиным с сотрудниками. Таким образом, впервые было показано, что скорость электродных процессов определяется электрическими характеристиками (величина поляризации) и концентрациями реагирующих на электродах ионов. Тем самым была открыта новая область явлений — электрохимическая кинетика. Очевидно, скорость электрохимического процесса разряда ионов (в расчете на единицу поверхности электрода) равна плотности тока . Как и для всякой химической реакции, величина константы скорости к разряда ионов при данной температуре зависит от энергии активации, т. е. к = ка е- . Таким образом, (ХУП1.67) может быть переписано  [c.402]

    Если на равновесную электрохимическую систему производить внешнее воздействие, то равновесие будет смещаться в сторону, указываемую этим воздействием, и до тех пор, пока нарастающее в системе противодействие не станет равным внешнему действию (принцип смещения равновесий Ле-Шателье). Наоборот, при бесконечно медленном процессе ( ->0) состояние электрохимической системы в каждый данный момент времени бесконечно мало отличается от равновесного. Полностью обратимый электрохимический процесс характеризуется, кроме /->-0, тем, что вся совокупность элементов (веществ), принимающих в нем участие, прохо1ДИт в точности через те же состояния, что и при прямом процессе, -но в обратной последовательности. Если же это условие не удовлетворяется, то имеет место необратимость. Примером необратимой системы в указанном смысле может служить элемент Zn-1 H2SO4 +Си, где даже при разомкнутой внешней цепи (г = 0) протекает самопроизвольная химическая реакция взаимодействия между цинком и серной кислотой. [c.134]

    Поляризация электродов происходит и при наличии электродных процессов, однако чем легче металлический электрод обменивается ионами с раствором, тем меньше поляризация. Так, увеличение отрицательного заряда электрода (сдвиг потенциала его в отрицательную сторону) сейчас же вызывает выделение некоторого количества катионов металла из раствора, которые связывают электроны металла и сдвигают потенциал электрода в положительную сторону. При включении большего напряжения происходит дальнейший процесс заряжения и изменения потенциала электродов, который будет продолжаться до тех пор, пока поляризация не приведет к возникновению электрохимических процессов, сопровождающихся потреблением и получением электронов. Тогда начнется электролиз в полном смысле этого слова и через систему начнет протекать уже стационарный ток, В этом случае проявляется электрохимическая (химическая) поляризация со своей ЭДС, направленной против приложенной извне разности потенциалов. В результате поляризации электродов ЭДС работающего элемента всегда меньше той, которая отвечает обратимой электрохимической реакции. Таким образом, причинвй неприменимости к электролитам закона Ома в обычной форме [c.340]

Смотреть страницы где упоминается термин Тема 6. Электрохимические процессы: [c.319]    [c.320]    [c.11]    [c.44]    [c.278]    [c.448]    [c.223]    [c.238]    [c.223]    [c.136]    [c.190]    [c.413]    [c.199]   
Смотреть главы в:

Неорганическая химия -> Тема 6. Электрохимические процессы



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Процесс электрохимический

Хай-Темя



© 2025 chem21.info Реклама на сайте