Электролиты растворы, электрические свойств

Электролизом называется разложение электролитов постоянным электрическим током, которое сопровождается образованием новых веществ. На электродах происходят реакции окисления— восстановления анионы на аноде отдают электроны и окисляются, а катионы восстанавливаются на катоде. Если анод растворим в электролите под действием тока, то чаще всего анионы на нем не разряжаются, а электроНейтральность раствора (или расплава) поддерживается образованием катионов из материала анода. Одно из преимуществ электролиза перед химическим восстановлением заключается в том, что при этом продукты восстановления не загрязняются остатками металла-восстановителя и примесями, первоначально присутствующими в нем. Кроме того, при электролизе возможна очистка от многих примесей исходного сырья. Изменяя условия электролиза, можно получать катодный осадок с некоторыми заданными физическими свойствами (крупностью кристаллической структуры и т.п.). В промышленных масштабах осуществляют электролиз как водных растворов, так и расплавов. Однако для получения редких металлов электролиз водных растворов используют редко. [c.256]

Электрохимия — это наука, которая изучает закономерности, связанные с взаимным превращением химической и электрической форм энергии. Взаимное превращение этих форм энергии соверщается в электрохимических системах. Непременными составными частями электрохимической системы являются ионный проводник электричества — электролит два металлических электрода, которые создают контакт двух фаз — жидкой и твердой внешняя цепь — металлический проводник, обеспечивающий прохождение тока между электродами. Для того чтобы знать, каким закономерностям подчиняются электрохимические реакции, от чего зависит их скорость, что является источником электрической энергии в электрохимической системе и каков механизм прохождения электрического тока, необходимо изучить свойства растворов электролитов, электрохимические равновесия на поверхности раздела двух фаз, термодинамику электрохимических систем и кинетику электродных процессов. [c.6]

К слабым электролитам относятся органические кислоты, а также кислоты борная, азотистая, кремневая, мышьяковая и мышьяковистая, угольная, сернистая, сероводородная, ортофос-форная, цианистоводородная, хлорноватистая и другие, некоторые основания, гидразин и гидроксиламин, органические основания и, наконец, к слабым электролитам принадлежит вода, незначительно диссоциирующая на ионы водорода и ионы гидроксила. Существенное различие между сильными и слабыми электролитами заключается в следующем. Сильный электролит, поскольку он нацело диссоциирован, образует при данных условиях максимально возможную концентрацию ионов, создающих интенсивное электрическое поле сил. Наличие этого поля обусловливает резкое уклонение растворов сильных электролитов от свойств идеального раствора. Естественно поэтому, что те закономерности, которые строго выполняются для идеального или близкого к нему по свойствам раствора, неприменимы к растворам сильных электролитов. [c.150]

Изучение взаимодействия высокополимерных веществ, например различного рода смол, с водными растворами электролитов включает в себя исследование подвижности ионов электролита в среде набухшего полимера. Эта подвижность может существенно зависеть от концентрации ионов. Вообще говоря, она определяется зарядом ионов, эффективной вязкостью и электрическими свойствами среды. В ряде исследований при определении коэффициентов диффузии ионов электролита в набухших в этом электролите гелях или смолах были использованы радиоактивные изотопы. [c.750]

Хотя теория строения двойного электрического слоя на границе электрод — электролит базируется главным образом на экспериментальных данных, полученных на ртути, все же эта теория не содержит положений, основанных на специфических свойствах ртутного электрода, поэтому нет причин для сомнений в возможности ее применения к твердым электродам. Для решения этого вопроса А. Н. Фрумкин с сотрудниками сравнил величины удельной емкости двойного слоя на ряде твердых металлов и на ртути в широкой области потенциалов в растворах различного состава. Наиболее прямым методом решения этого вопроса оказался метод измерения импеданса границы твердый электрод — электролит. Однако известны большие методические трудности при работе с твердыми электродами, поскольку на измерения влияют всевозможные электрохимические реакции, шероховатость и другие неоднородности поверхности, возрастают требования к чистоте реактивов. Каждый из этих факторов может привести к частотной зависимости комплексного сопротивления (импеданса) границы электрод — электролит, что затрудняет интерпретацию экспериментальных значений емкости. В связи с этим в настоящее время имеется мало надежных данных о емкости двойного слоя для твердых электродов. Обычно критерием надежности считается сопоставление дифференциальной емкости для исследуемых металлов и ртутного электрода, дифференциальная емкость которого хорошо согласуется с теорией двойного слоя. [c.244]

Вряд ли целесообразно, однако, применять понятие коллоидный электролит (так же, как дисперсность в разделе I.1) слишком широко, ибо при этом теряется конкретность его содержания. Поэтому следует исключить из этого понятия все системы частиц, пористые тела и др., зерна которых содержат внутри неизменную объемную фазу, а поверхность отделена от окружающей среды четкой фазовой границей. Коллоидными электролитами следует называть полиэлектролиты, образующиеся в результате электролитической диссоциации ВМС, а также близкие к ним по многим свойствам мицеллы, или ассоциаты, возникающие в растворах ПАВ. Они также могут нести электрический заряд. Эти системы будут рассмотрены (см. далее гл. ХУП). [c.307]

Способность диссоциировать на противоположно заряженные ионы зависит не только от природы электролита, но и от природы растворитёля. Так, хлорид натрия при растворении в воде проявляет себя как сильный электролит, а в спиртовом растворе обладает свойствами слабого электролита. Объясняется это тем, что вода как растворитель обладает большой диэлектрической проницаемостью по сравнению со спиртом. Диэлектрическая проницаемость — это величина, показывающая, во сколько раз уменьшается сила взаимодействия электрических зарядов при переносе их из вакуума (пустоты) в однородную среду, если расстоя-. ние между зарядами остается неизменным. [c.99]

Плоскопараллельный зазор толщиной к между двумя телами (твердыми, жидкими, газообразными) может быть заполнен любым флюидным веществом (жидкость, пар) или остаться пустым. Заполняющее зазор вещество, особенно жидкое, может представлять собой электролит, раствор ПАВ или полимера, может состоять из молекул простой (сферы) или сложной (стержни, например) формы, может обладать спонтанной или наведенной анизотропией электрических свойств. Этим определяется большое разнообразие физических состояний слоя вещества в зазоре, в том числе возможная его неоднородность по составу (адсорбция), структуре, электрическому состоянию. [c.617]

Электростатическая теория устойчивости дисперсных систем применима к тем системам, устойчивость которых обеспечивается только электростатическим фактором, В реальных же дисперсных системах в лучшем случае возможно преобладающее действие того или иного фактора устойчивости. Однако электростатический фактор устойчивости характерен для наиболее распространенных систем с водными средами, создающими условия для диссоциации. Механизм образования электростатического барьера связан с механизмом образования двойного электрического слоя поверхностная диссоциация вещества частиц, адсорбция электролитов, в том числе ионогенных ПАВ и ВМС, и ориентирование диполей молекул растворите.тя или растворенных веществ. Так как электростатический барьер определяется, главным образом, электрическим потенциалом и толщиной двойного электрического слоя (VI. 103), то, очевидно, он будет возрастать с увеличением поверхностной диссоциации, количества адсорбируемых потенциалопределяющих ионов и прочности их закрепления на поверхности частиц, а также с уменьшением взаимодействия противоионов с поверхностью частиц (увеличение толщины двойного слоя). При наличии на поверхности функциональных групп, обладающих слабыми кислотноосновными свойствами, значение электрического потенциала и соответственно потенциального барьера зависит от pH среды. Электролит — стабилизатор должен иметь один ион с достаточным сродством к веществу частицы (чтобы поверхность могла заряжаться), другой — к растворителю (для обеспечения диссоциации электролита — стабилизатора и достаточной толщины двойного слоя). [c.383]

Таким образом, все взаимодействия сведены к кулоновским и никак не учтены явления сольватации. Между тем, как мы видели ранее, явления сольватации сопровождаются довольно сильными энергетическими эффектами, зависящими от природы и концентрации электролита, а также от растворителя. В связи с этим, очевидно, необходим несколько иной подход, который бы учитывал вышеперечисленные свойства раствора. Прежде всего напрашивается модель диполь - дипольного взаимодействия. Такая модель способна описать электролит не только в виде ионов, но и в виде нейтральных, но дипольных молекул растворенной соли с разнесенными в пространстве зарядами. Чтобы выяснить природу этого явления, целесообразно несколько искусственно разбить потенциальную энергию Ш на две части короткодействующую (квантовую) часть Шз взаимодействия частицы с ближайшими молекулами среды и дальнодействующую (кулоновс-кую) Шьу которая описывает взаимодействие заряженной частицы с электрическими диполями молекул растворителя, расположенными вне первой сольватной оболочки. [c.163]

Теоретические представления о свойствах двойного электрического слоя на границе электрод/раствор электролита количественно соответствуют экспериментальным данным, полученным на ртути и некоторых жидких амальгамах II ]. Естественно поэтому, что для определения границ применимости указанных представлений к твердым электродам и выяснения вопроса о влиянии природы металла на свойства двойного слоя сравнивают основную характеристику двойного слоя — его емкость — на твердых металлах и ртути в различных условиях. Емкость двойного слоя на твердых металлах, так же как и на ртути, может быть определена путем измерения импеданса границы электрод/электролит. Однако при первых попытках определения емкости двойного слоя на твердых электродах из измерений импеданса возникли большие трудности. Причина этих трудностей в том, что в отличие от ртути многие твердые электроды способны адсорбировать водород и бывают идеально поляризующимися лишь в сравнительно узком интервале потенциалов, чаще же в большинстве электролитов вообще не обладают таким свойством. В результате этого электрическая эквивалентная схема границы твердый электрод/электролит содержит наряду с емкостью, эквивалентной двойному слою, одну или несколько электрических цепей, импеданс которых характеризует электрохимические процессы, и первой задачей является выделение емкости, эквивалентной двойному слою, из суммарно измеряемого импеданса. [c.5]

Электролиты в твердом состоянии при обычной температуре не проводят электрический ток, в чем легко убедиться при помощи прибора, изображенного на рисунке 52. Причина этого лежит в том, что ионы в твердых телах не могут свободно перемещаться (они лишь колеблются около некоторого центра). Если же электролит перевести в жидкое состояние (растворить или расплавить), то ионы получают возможность передвигаться в любых направлениях, в связи с чем растворенный или расплавленный электролит приобретает свойства проводника. Например, расплавленные щелочи и соли (хлористый натрий, фтористый калий, хлористый свинец и другие) являются хорошими проводниками. [c.151]

Ионами называются атомы или группы атомов, несущие электрические заряды. Каждый электролит в водном растворе распадается на два рода ионов катионы — ионы с положительными зарядами и анионы — ионы с отрицательными зарядами, причем сумма зарядов катионов всегда равна сумме зарядов анионов. Ионы обладают иными свойствами, чем атомы соответствующих элементов. Например, ионы натрия не разлагают воду, атомы же натрия разлагают воду, образуя едкий натр и вытесняя из нее водород ионы хлора не имеют ни запаха, ни цвета, т. е. у ионов хлора нет тех свойств, которыми обладает газообразный хлор. Каждому иону присущи свои индивидуальные свойства, не зависимые от свойств соединения, в состав которого он входит. [c.12]

Соли, кислоты и щелочи обладают особенным свойством водные растворы этих веществ проводят электрический ток, вследствие чего они получили общее название — электролиты (слово электролит означает — электропроводный раствор). [c.140]

Применение электрохимических испытаний для быстрой оценки коррозионных характеристик этих сталей представляет определенный интерес, поэтому Пурбе [150] предложил аппаратуру, в которой измерения потенциала используются для оценки природы защитных свойств продуктов коррозии, образующихся на низколегированных сталях (таких, как атмосферостойкие стали) во время периодических циклов сушки и увлажнения. Аппаратура (рис. 10.14) состоит из стеклянного сосуда, содержащего соответствующий электролит, такой как природная или искусственно приготовленная специальная вода. Два образца, изготовленные из металла или сплава, при исследовании присоединяются к шпинделю (соединительному валу), который вращается с медленной скоростью порядка 1 об/ч так, что образец находится в погруженном состоянии приблизительно в течение половины этого времени остальное время пребывает в атмосфере. Электрическая лампочка расположена над сосудом так, что за полный цикл образцы успевают высушиться под ней после того, как они выходят из раствора. Измерение потенциалов образцов в конце и начале периода погружения осуществляется при помощи коммутаторов, [c.568]

Для металла склонность к коррозии оценивается способностью отдавать электроны при взаимодействии с окружающей средой. В свою очередь, это зависит от фи-зико-химических свойств металла, размеров атомов, валентности, электродного потенциала и т. д. Если энергия гидратации на границе металл—электролит достаточна для нарушения металлической связи (т. е. связи между электронами в кристаллической решетке), то металл теряет электроны и в раствор электролита переходит положительно заряженный ион. Оставшиеся после этого электроны из-за нарушения равновесия в металле скапливаются у его поверхности. На границе металл—электролит образуется двойной электрический слой. Заряд металла после перехода из него в раствор ионов становится отрицательным. Так как электролит является положительно заряженным, то на границе раздела фаз стальная поверхность— раствор электролита возникает скачок потенциала. [c.34]

Теория Гуи оправдывается лучше всего там, где теория Гельмгольца оказывается неприложимой, и, наоборот, последняя дает лучшую сходимость с опытом в тех случаях, когда первая дает неверные результаты. Следовательно, строению двойного электрического слоя должно отвечать некоторое сочетание моделей, предложенных Гельмгольцем и Гуи. Такое предположение было сделано Штерном (1924) в его адсорбционной теории двойного электрического слоя. Штерн полагал, что определенная часть ионов удерживается вблизи поверхности раздела металл — электролит, образуя гельмгольцевскую обкладку двойного слоя с толщиной, отвечающей среднему радиусу ионов электролита . Остальные ионы, входящие в состав двойного слоя, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части двойного слоя Штерн, так же как и Гуи, пренебрег собственными размерами ионов. Кроме того, Штерн высказал мысль, что в плотной части двойного слоя ионы удерживаются не только за счет электростатических сил, но и за счет сил специфической адсорбции, т. е. силами некулоновского происхождения. Поэтому в растворах, содержащих поверхностно-активные ионы, их число в гельмгольцевском двойном слое может быть не эквивалентным заряду поверхности металла, а превосходить его на некоторую величину, зависящую от свойств иэпов и заряда металла. Таким образом, по Штерну, следует различать две модели двойного электрического слоя, одна из которых относится к растворам поверхностно-инактивных электролитов, [c.271]

В последнее время в литературе появляются сообщения об использовании для никелирования электролитов на основе уксусной и лимонной кислот. В ацетатных растворах формируются покрытия с весьма хорощей пластичностью и высокой прочностью. Отмечается также меньшее наводороживание осадка, чем при получении покрытий из сульфатного раствора. Такой электролит содержит 190 г/л Ni( 2H202)2, 30 г/л СЬ-бНгО, уксусную кислоту — до pH 3,5—5,0. Электролиз ведут при 48-ь50°С и / = 2- 15 А/дм . Хорошие механические и электрические свойства покрытий, возможность вести процесс при высокой плотности тока говорят о перспективности ацетатных электролитов. [c.178]

Электрод из нержа-вещей стали в щелочном растворе можно рассматривать как электролитический коцценсатор, обкладками которого служат металл и электролит, а диэлектриком - пленка продуктов коррозии из гидроокиси железа и никеля. Можно предполагать, что изменение емкости во вренени при зарождении и развитии Пущины связано с изменением электрических свойств фазовых пленок по всей поверхности нержавеющей стали. [c.15]

Для получения защитно-декоративных оксидных покрытий в щавелевокислом электролите применяют растворы, содержащие 3—6% кислоты при 18—25 °С и плотности тока 2—3 А/дм . С ростом толщины оксидной пленки и соответствующим увеличением электрического сопротивления напряжение на ванне возрастает к концу электролиза до 80—100 В. Материалом катода служит сталь 12Х18Н9Т или свинец. Электролиз можно вести с применением как постоянного, так и переменного тока или с наложением переменного тока на постоянный. В последнем случае формируются оксидные пленки большей твердости и с лучшими диэлектрическими свойствами. Предложен ряд добавок в щавелевокислый электролит, которые способствуют получению покрытий большой толщины. Для защитно-декоративного оксидирования, когда толщина покрытия составляет 10—20 мкм, не следует усложнять процесс — достаточно применять электролит указанного выше состава и вести электролиз постоянным током. В зависимости от состава обрабатываемого сплава и толщины покрытия оно окрашено от желто-зеленоватого до темно-коричневого цвета. При эксплуатации электролита происходит уменьшение концентрации в нем кислоты. За 1 А-ч пропущенного электричества расходуется примерно 0,13—0,14 г С2Н2О4, что следует учитывать при корректировании раствора. Вредными примесями в нем являются хлориды — более 0,04 г/л и алюминий — более 30 г/л. [c.235]

Высокомолекулярные электролиты обычно изучаются в растворах в присутствии избытка инертного низкомолекулярного электролита. Это обусловливается требованием электрической нейтральности во всех точках раствора. Если высокомолекулярный электролит, состоящий из макроионов заряда 2 и 2-однова-лентных ионов противоположного заряда, растворен в растворителе, не содержащем никакие другие ионы, то макроион не может двигаться независимо от его противоионов, и все свойства макроиона, которые мы хотим наблюдать, скрыты. Добавление избытка других низкомолекулярных ионов в значительной степени устра- [c.479]

Подробное исследование процесса анодного окисления алюминия и его сплавов в смеси серной и щавелевой кислот проводилось Голубевым и Игнатовым [11 ]. Выбор электролита осуществлялся на основании изучения действия ряда электролитов с разным содержанием щавелевой кислоты на растворение анодной окисной пленки. Этими авторами предлагается следующий комбинированный электролит 20%-ный раствор Нг504 и 10 г/л (С00Н)2- Этот электролит был опробован для анодирования как технического алюминия А1, так и сплавов В95 и Д16. При температуре 18° С и плотностях тока 2,5 и 5 а/дм образуются окисные пленки, которые по своим физико-химическим свойствам не уступают пленкам, полученным в охлажденном сернокислотном электролите. Измерение же пробивного напряжения показало, что эти пленки обладают весьма высокой электрической прочностью. Так, пробивное напряжение пленок толщиной 90—110 мк, полученных на алюминии и сплаве В95, составляет 2600—2800 в. Особенностью комбинированного электролита является то, что выход окисной 132 [c.132]

Интересно рассмотреть теперь, какие виды межатомных связей установлены химиками в результате изучения химии элементов. Все атомы, кроме атомов инертных газов, обладают способностью соединяться с атомами других элементов, хотя и не обязательно со всеми элементами. Атом водорода обычно присоединяется только к одному атому в простых молекулах и, следовательно, обладает одной валентностью. Галоиды и щелочные металлы во многих своих соединениях также одновалентны. Первоначальные работы по электролизу расплавленных солей и растворов солей указали на электрическую природу межатомных сил, а также установили возможность разделения атомов на электроположительные и электроотрицательные. Первые, например Н, N3, К и т. д., выделяются при электролизе на отрицательном электроде, а вторые — галоиды, кислород и т. д. — на положительном электроде. Поэтому Берцелиус в 1812 г. предположил, что силы между атомами в их соединениях имеют электростатический характер. Этот взгляд был оставлен к середине XIX столетия, так как он не мог объяснить многие факты из области органической химии. Так, электроположительный атом Н может быть заменен в углеводородной молекуле, например в СН4, электроот ицательным атомом С1 без существенного изменения свойств соединения, что наводит на мысль о том, что связи в таком соединении в большей степени являются неполярными связями, а не электростатическими связями между противоположно заряженными атомами. С появлением теории электроли- [c.56]

Механизм реакций двух наиболее важных катодных процессов (осаждения металла и выделения водорода) более подробно будет рассмотрен в последующих разделах. Этот механизм определяется видом и свойствами прилегающего к катоду слоя электролита, через который должен пройти разряжй .ти Л на пути из раствора к,катодной поверхности. Как уже было указано, при электролизе концентрация ионов в электролите не остается постоянной. Особенно заметна разница в концентрациях около электродов, ка которых происходит отложение вещества. Разряжающчеся ионы могут достичь катода тремя основными способами путем переноса электрическим током, путем диффузии и путем конвекции. [c.14]

Как в отечественной, так и в зарубежной практике обычно используют электролит, содержащий 5—7 моль/л КОН. При такой концентрации уменьшается разрушение металлокерамических оксидноникелевых электродов, а обратимость цинковых электродов остается достаточно высокой. Кроме того, 7 М раствор КОН обладает наиболее низкой температурой замерзания и максимальной электрической проводимостью. Для обеспечения более глубокого заряда оксидноиикелевого электрода в электролит вводится добавка ЬЮН-НгО с содержанием 10—15 г/л. Одновременно она является замедлителем старения цинкатного раствора. Для стабилизации свойств цинкового электрода в электролит могут [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология