Газовая концентрационная поляризация

В отличие от ионной концентрационной поляризации газовая концентрационная поляризация постоянно сопровождает процесс водородной деполяризации, начиная с самых низких плотностей катодного тока, и всегда довольно заметна. К моменту начала выделения водорода в виде пузырьков [р =р=101 кн/ж (1 атм)] в атмосферу воздуха [р =5,1 сн м (5-10 атм)] ее значение составляет 0,186 в (см. табл. 18) и дальше не изменяется. Таким образом, в этих условиях [c.160]

Гораздо большая часть разности между напряжениями батареи при заряде и разряде должна быть отнесена за счет поляризации. Частично влияет газовая поляризация, но в случае свинцовых аккумуляторов более всего влияет поляризация концентрационная. Батарея ведет себя так, [c.365]

Как будет показано ниже, в практическом отношении наиболее важной является поляризация катода, В зависимости от при-, чин возникновения различают концентрационную поляризацию, поляризацию вследствие наличия перенапряжения для разряда ионов (главным образом вследствие газового перенапряжения) и, наконец, поляризацию вследствие пассивирования анода. [c.27]

Другим видом поляризации, которую необходимо устранить в элементах, является концентрационная поляризация, вызванная расходом активных веществ в процессе генерирования тока. Непосредственно активными веществами в водород-кислородном элементе являются атомы водорода и кислорода, образующиеся при разложении молекул газообразного водорода и кислорода. Так как электродный процесс может происходить только на той части поверхности твердого электрода (в данном случае платинового), которая находится в контакте с электролитом, необходимо, чтобы она омывалась избыточными количествами водорода и кислорода. Этого трудно добиться, если электрод изготовлен в виде пластинки из твердого металла. В этом случае активное вещество, состоящее из газовых пузырей, омывающих поверхность металла, и из газа, растворенного в электролите, подходит к электроду в результате относительно медленной диффузии, и при больших токах нагрузки очень быстро наступает сильная концентрационная поляризация. Для ее уменьшения целесообразно делать электроды из пористого материала, например в форме трубок с пористой стенкой, через которую газы под давлением проникают в электролит. Вследствие этого значительно ускоряется газоснабжение, уменьшается концентрационная поляризация и увеличивается мощность элемента. [c.233]

Поляризацию вследствие замедленной диффузии молекулярного водорода от катодных участков в глубь раствора можно назвать газовой концентрационной поляризацией, а ее значение можно определить по уравнению [c.259]

Поляризация вследствие замедленной диффузии молекулярного водорода носит название газовой концентрационной поляризации. Она сопровождает процесс водородной деполяризации, начиная с самых низких плотностей катодного тока. [c.89]

Глава 4 посвящена вопросам внешней диффузии — анализу массопереноса из газового потока к мембране, учету влияния концентрационной поляризации на процесс мембранного газоразделения. [c.7]

В соответствии с приведенными крайними случаями в настоящее время имеются две основные теории водородного перенапряжения теория замедленной рекомбинации и теория замедленного разряда. Здесь же следует заметить, что концентрационная поляризация при катодном выделении водорода в кислой среде вследствие большой подвижности ионов водорода и возможности перемещивания электролита газовыми пузырьками незначительна. При катодном выделении водорода из щелочных растворов концентрационная поляризация должна быть тоже небольшой из-за высокой концентрации разряжающихся молекул воды. В нейтральной среде все же наряду с перенапряжением приходится считаться и с концентрационной поляризацией. [c.329]

Наибольшее влияние концентрационная поляризация оказывает на характеристики процесса разделения жидких смесей. Однако и при разделении газовых смесей-при высоких давлениях (от нескольких мегапаскалей и выше) и больших удельных производительностях-вклад внешнего диффузионного сопротивления процессу может оказаться настолько существенным, что уже нельзя будет его не учитывать. Метод расчета КП для этого случая аналогичен рассмотренному выше. [c.344]

По приведенным выше уравнениям видно, что происходит регенерация НгЗ, поэтому уже незначительные копцентрации сероводорода могут сильно ускорять катодный процесс. Разряд ионов водорода из молекул сероводорода обосновывается тем, что при исследовании зависимости силы тока от потенциала наблюдается предельный диффузионный ток, который возрастает с увеличением парциального давления НгЗ в газовой фазе [197, 198]. Однако на вращающемся дисковом электроде было показано, что предельный ток обусловлен лишь концентрационной поляризацией по ионам водорода. При изменении концентрации НаЗ предельный ток не изменялся [199]. На основании этого утверждают, что сероводород непосредственно не участвует в катодной реакции, а является лишь катализатором, ускоряющим разряд ионов водорода. [c.297]

Возможность разделения газовых смесей основана на том, что компоненты смеси обладают различными значениями коэффициентов проницаемости (см. Газопроницаемость). Селективность проницаемости повышается с ростом различия в критич. темп-рах, размерах или структуре молекул разделяемых компонентов, а также с понижением темп-ры. Разделение жидких смесей методами диализа, ультра- и микрофильтрации основано на проникновении через поры Р. м. молекул (частиц) малого размера и задерживании более крупных (фазовый механизм проницаемости). Во избежание роста концентрации растворенного вещества на границе раствора с Р. м. (концентрационной поляризации) разделяемая система должна перемешиваться. Основное условие реализации обратного осмоса — приложение к разделяемой системе давления, превышающего осмотическое. [c.136]

К — коэффициент массопередачи КП — концентрационная поляризация Кр — коэффициент разделения к, 0, — расход концентрата, исходной жидкости и растворителя соответ- р ственно 7 —длина межмембранного канала Р —рабочее давление над мембраной р — парциальное давление Д — универсальная газовая постоянная г — радиус поры мембраны (в активном слое) [c.11]

Газовая вуаль на поверхности растворяемого диска позволяет более определенно говорить и о причинах возникновения концентрационной поляризации. В слабых растворах НС1 олово растворяется медленно, и выделения водорода не наблюдается. Газовая вуаль на диске устойчива, надежно экранирует его поверхность, что вызывает скачкообразное понижение потенциала катодно поляризуемого электрода. По мере того, как к становится больше l a, т. е. по достижении значительной катодной поляризации диска, размеры пузырьков, способных удерживаться на поверхности электрода, уменьшаются, газовая вуаль становится тоньше, подвижней и в ней появляется большое количество изъянов. При определенных отрицательных значениях потенциалов размеры пузырьков становятся настолько малыми, что практически не могут удерживаться на поверхности газовая вуаль исчезает и концентрационная поляризация снимается. Растворение олова в крепких растворах НС1 начинается при более отрицательных значениях потенциалов, и экранирование диска газовой вуалью в этом случае менее заметно. Требует объяснения также и уменьшение Д с увеличением интенсивности перемешивания. Рассмотрим два случая. [c.124]

Наши представления об электродной поляризации в солевых расплавах связаны с понятием концентрационной поляризации как единственно возможной для большинства случаев электролиза расплавленных солей. Наличие перенапряжения в расплавах достоверно наблюдалось только при электролизе с образованием новой фазы — газовой или металлической. В последнем случае (выделение металла на инертном электроде) под перенапряжением понималось отклонение потенциала электрода от своего первоначального значения. Если же за нулевой потенциал принять потенциал выделенного металла, то и эти процессы не дадут заметного перенапряжения. Таким образом, большинство экспериментальных данных указывает на то, что в солевых расплавах электроды ведут себя как обратимые системы, подчиняющиеся законам равновесной термодинамики. [c.3]

Воздействием перемешивания удовлетворительно объясняется ускорение электролиза в малоконцентрированных электролитах, где особенно явны концентрационные ограничения, обусловленные градиентом изменения концентрации разряжающихся ионов в прикатодном слое. Однако этим нельзя объяснить уменьшение поляризации в электролитах с высокой концентрацией ионов металла (например, 420 г/л N 804), где концентрационная поляризация отсутствует. Так, например, поляризация, обусловленная выделением водорода, значительно уменьшается в связи со значительным ускорением развития и удаления газовых пузырьков. [c.361]

Поляризация может быть концентрационной и газовой. Величина ее зависит от концентрации ионов, скорости их движения, плотности тока и температуры электролита. [c.56]

При стационарной катодной поляризации линии тока также проникают в поры электрода. Если бы- в этом случае обмен между а-фазой и газом происходил только на границе трех фаз внутри поры, то вблизи обратимого потенциала катодная и анодная ветви стационарной поляризационной характеристики должны были бы иметь одинаковый наклон. Активность а также выражалась бы уравнением (3.98). Однако так как т](2) отрицательно, то в месте г = —/г, т. е. на конце пор со стороны электролита, поляризация имеет наибольшее отрицательное значение и при этом, согласно уравнению (3.98), там также наблюдается наибольшая концентрация водорода в а-фазе. Это, однако, приводит к тому, что в этом месте имеется также наибольший перепад летучестей по отношению к растворенному в электролите молекулярному водороду. В предыдущем разделе из стационарной вольт-амперной кривой 2 электрода 117 (фиг. 60) было определено сопротивление электролита в порах оно оказалось выше 2,5 ом так что катодный ток в 10 ма см вызвал бы на нем падение напряжения 25 мв. Поэтому без учета концентрационной и активационной поляризаций по уравнению (3.98) активность водорода в а-фазе на конце пор повысилась бы по крайней мере вдвое по сравнению с равновесным значением. Благодаря этому в областях электрода, расположенных наиболее близко к электролиту, происходит усиленная диффузия водорода в электролит и образование новой свободной газовой фазы в форме маленьких пузырьков, в которых выделившийся водород отводится от электрода. [c.160]

Таким образом, второе слагаемое в (7.55) равно потенциалу в точке X = О, который зависит от величины тока. Последний член нельзя разбить на чисто активационную и чисто концентрационную слагающие. Нельзя выделить также концентрационные эффекты в газовой части поры. В книге Юсти идр. [13] утверждается обратное, а именно первый член в круглых скобках сопоставляется активационной поляризации, а второй — концентрационной. Такое заключение связано с те.м. что в работе [13] протяженность области реакции рассматривается как произвольный параметр, который отождествляется с размером активного оазиса . В действительности размер области генерации тока определяется процессом переноса реагентов, так что активационные эффекты тесно переплетаются с концентрационными. Как следует и в1. [)а копий [c.227]

Если кислород удаляется в молекулярном, а невато-tiapHOM состоянии, то процесс будет соответствовать ТЭ газовой концентрационной поляризацией. Кислород грисутствует на обоих электродах с различными парци-лльпыми давлениями [c.347]

Для газовой концентрационной поляризации водорода В. М. Но-ваковский получил уравнение [c.160]

Для процессов мембранного разделения газовых смесей с использованием высокоселективных композиционных мембран важен вопрос о концентрационной поляризации [14, 15]. В общем случае в результате селективного переноса компонентов газовой смеси через мембрану в напорном канале модуля возникает градиент концентраций по нормали к мембране. В результате у поверхности мембраны образуется пограничный слой, в котором концентрация целевого (или селективнопроникающего) компонента меньше, чем в ядре потока. В процессах мембранного разделения газов компоненты газовой смеси переносятся к мембране как конвекцией, так и молекулярной диффузией. Решение уравнения совместного конвективно-диффузи-онного переноса через пограничный слой к поверхности мембраны приводит к следующему выражению для концентрации целевого (или г-го) компонента ую в газовой фазе у поверхности мембраны в напорном канале [16] [c.172]

I—длина канала Р— рабочее давление в системе р— парциальное давление R—универсальная газовая постоянная Rk, Rm—гидравлическое сопротивление, обусловленное концентрационной поляризацией, и сопротивление мембраны соогветсгвенно г— радиус поры мембраны [c.11]

В разработанных элементах расплавленные металлы являются электродами, а расплавленные соли — электролитом. Агрусс приводит различные преимущества нового типа элементов по сравнению с прежними элементами, работающими с газовыми нли жидкостными диффузионными электродами и водным раствором электролита. Плотность тока обмена у металлических электродов в расплавленном электролите может быть очень больщой — порядка 200 а/сл , что позволяет получить высокие плотности тока при минимальной, почти не поддающейся измерениям активационной поляризации. Далее, число переноса катионов в электролите равно 1, поэтому в нем не может возникнуть концентрационная поляризация. Единственно заметные потери в таких элементах могут возникнуть из-за омического падения напряжения // , но они тоже будут гораздо меньще, так как проводимость расплавленных солей в 5 раз выще, чем проводимость обычных водных электролитов. [c.56]

При электролитичесрсом выделении газов явления концентрационной поляризации были практически устранены благодаря хорошему перемешиванию газовыми пузырьками и вся поляризация на электродах сводилась к явлениям перенапряжения. [c.144]

Теории электролг тического полирования металла, которая могла бы исчерпывающе объяснить механизм процесса, в настоящее время нет. В данном случае можно исходить лишь из предположения, что в основе процесса электролитического полирования лежат явления пассивности анода. Эта пассивность возникает в результате концентрационной поляризации в углублениях поверхности анода с образованием на поверхности анода либо пассивной оболочки твердой соли, либо газовой пленки. И в том и в другом случав имеет место резкое повышение потенциала анода в сторону более электроположительных значений. Надо полагать, что сопротивление слоя электролита, приглыкающего к углубленным участкам поверхности анода, становится значительно более высоким, в то время как плотность тока на углубленных участках анода становится во много раз меньше, чем на соседних выступающих участках. В результате совершается процесс преимущественного растворения микровыступов. Поверхность анода освобождается от неровностей, становясь блестящей, полированной. [c.168]

Если под X понимать эффективную электропроводность, то электрод будет наилучшим образом работать без перепада давления. Чтобы снять это противоречие, movkho учесть концентрационную поляризацию в газовой фазе. [c.295]

При повьппении температуры возрастает коэффициент диффузии, соответственно возрастает величина предельного тока. При этом уменьшается величина поляризации. При перемешивании электролита повышается скорость подвода разряжающихся поноп к поверхности электрода. В результате увеличивается предельный ток. Даже если раствор не перемешивается специально, в нем в процессе электролиза возникают конвекционные потоки из-за концентрационных изменений и неравномерного разогрева электролита. Более значительные конвекционные потоки возникают из-за движения газовых пузырьков, образующихся в ряде случаен на электродах. Такое естественное перемешивание также увеличивает предельную плотность тока. [c.354]

Изменение общего давления может дать тот же эф-ст, что и изменение парциального давления газов при омкнутой цени. При работе электрода под нагрузкой аничение скорости переноса газа в пористой структу-приводит к дополнительному снижению парциального зления активного газа в зоне реакции. Концентрационная газовая поляризация, связанная 1ТИМ ограничением, [c.193]

Примером простейшей электрохимической системы с распределенными параметрами может служить тонкая трубка, содержащая раствор электролита, на стенках которой идет электрохимическая реакция, а поляризация задается на одном конце. Эта модель, которая поддается описанию в рамках одномерного приближения, позволяет изучить активационно-омический и концентрационный режимы как в двухфазной, так и в трехфазной системах. Полученные результаты легко обобщаются на случай жидкостных пористых электродов, структурные особенности которых учитываются с помощью эффективных коэффициентов переноса (гл. 6). Анализ простейших трехфазных систем позволяет развить теорию газовых пористых электродов (гл. 9), а также дать количественную трактовку экспериментам с иолупогруженными электродами (гл. 8). [c.214]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология