Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Двойной электрический слой водорода и кислорода

    В двойнослойной области основная часть подводимого электричества затрачивается на изменение заряда двойного электрического слоя. Измерения изоэлектрических сдвигов потенциала (см. 3.1) однозначно доказывают, что в сернокислых растворах в двойнослойной области потенциалов происходит постепенное уменьшение количества адсорбированного водо-лО. рода и возрастание количества адсорбированного кислорода, т. е. перекрывание областей адсорбции водорода и кислорода. Степень этого перекрывания зависит от pH раствора и концентрации ионов 50 " и уменьшается с уменьшением pH и с ростом концентрации 80 . В целом, однако, количество адсорбированных водорода и кислорода в сернокислых растворах на платине в двойнослойной области невелико. Степень перекрывания областей адсорбции водорода и кислорода зависит также от природы металла. Так, она наименьшая в сернокислых растворах на палладии и возрастает при переходе к платине, иридию, родию, рутению и осмию. [c.188]


    Расчет показывает, что в водородной и кислородной областях значительно превышает емкость двойного электрического слоя. Такие значения обусловлены протеканием процессов посадки — ионизации водорода или кислорода при изменении потенциала электрода. Однако и в двойнослойной области емкость платинового электрода оказывается выше по сравнению с емкостью ртутного электрода при положительном заряде поверхности в растворах сульфатов, от факт подтверждает представление о присутствии в двойнослойной области в сернокислых растворах адсорбированных водорода и кислорода. [c.189]

    Область потенциалов адсорбции водорода называется водородной областью, а область потенциалов адсорбции кислорода — кислородной областью. Эти области потенциалов можно установить, измеряя кривые заряжения платиновых металлов, т. е, зависимости между количеством электричества, сообщенным электроду, и потенциалом электрода. Типичная кривая заряжения приведена на рис, 68, Водородная и кислородная области разделены так называемой двойнослойной областью, в которой подводимое к электроду электричество тратится в основном на изменение заряда двойного электрического слоя. [c.167]

    Присутствие на поверхности адсорбированных атомов водорода или кислорода, связь которых с поверхностью металла оказывается к тому же полярной, усложняет распределение потенциала в двойном электрическом слое, а также зависимость заряда двойного слоя от потенциала (см. рис, [c.167]

    Таким образом, влияние потенциала электрода на адсорбцию органических веществ должно проявляться через зависимость кинетических параметров процессов накопления и удаления органических частиц на поверхности от адсорбции на ней водорода и кислорода и скачка потенциала в двойном электрическом слое. [c.109]

    Рассмотренные разнообразные электрохимические методы применяются не только при проведении качественного и количественного анализа, но и для исследования строения двойного электрического слоя, адсорбции водорода, кислорода, органических и неорганических веществ на электродах, кинетики и механизма электродных процессов. [c.235]

    Строение двойного электрического слоя для металлов группы платины в водных растворах электролитов отличается тремя главными особенностями 1) участием в образовании двойного слоя наряду с ионами раствора н молекулами растворителя адсорбирующихся на поверхности электрода атомов водорода и кислорода 2) ярко выраженным образованием прочных хемосорбционных связей между поверхностью металла и адсорбирующимися ионами, в результате чего многие, ионы при адсорбции частично или даже полностью теряют свой заряд (это явление получило название хемосорбции с переносом заряда) 3) диссоциативным необратимым характером адсорбции органических соединений. [c.182]


    Остаточные токи. Остаточные токи в области рабочих потенциалов определения плутония ( + 500- -+800 мв) составляют 20—30 мка. Исследование их в широкой области потенциалов показало, что они являются нисходящими ветвями токов катодного восстановления ионов водорода при низких потенциалах и анодного выделения кислорода при больших потенциалах. По ряду причин остаточные токи имеют минимальную величину при формальном потенциале пары Pu(IV)/Pu(III), вблизи которого они меняют полярность и проходят нулевое значение. Величина остаточных токов зависит от времени и постепенно уменьшается во время электролиза. Вклад остаточного тока в результаты определения растет при увеличении продолжительности электролиза вследствие его интегрирования. Кроме остаточных токов, связанных с участием ионов фона в электродном процессе, большую роль играют токи заряжения двойного электрического слоя на поверхности рабочего электрода. Эти токи существуют в начальный момент включения и дают свой вклад в измеряемое количество тока в зависимости от интервала между потенциалами восстановления и окисления. Величина токов заряжения определяется дифференциальной емкостью двойного электрического слоя, которая также имеет минимальное значение в области потенциалов определения плутония. [c.232]

    Угли, содержащие на поверхности кислые поверхностные оксиды, также проявляют высокую активность в ионном обмене [30]. Из разбавленных растворов солей они поглощают катионы примерно в следующей последовательности ЫН4 < Ыа < <НЬ+<Сз+<Мд + < С(1 +, Мп +<8г +<Са +, 2п +, Ре +< <ЫР+, АР+<У + Сг +<Ве +<Си +<Ре"+. В работе [41] предполагалось, что процесс сорбции катионов обусловлен реакцией карбоксильных групп на поверхности окисленного угля. В более поздних исследованиях (см. раздел 1.3) было показано, что окисленные углеродные материалы содержат различные функциональные группировки. При этом далеко не весь связанный кислород входит в состав групп, способных обменивать водород. Для объяснения адсорбции катионов из разбавленных растворов следует учитывать возникновение большого отрицательного скачка потенциала при образовании поверхностных оксидов (рис. 23, в) [42]. У отрицательно заряженной поверхности окисленного угля может находиться определенное количество ионов водорода, образующих наружную обкладку двойного электрического слоя. [c.64]

    Исследования, анализу которых посвящен данный обзор важны, прежде всего, в двух аспектах как составная часть проблемы электрокатализа и как раздел современного учения о строении и свойствах заряженных межфазных границ. Первый аспект обусловлен непосредственным влиянием адсорбирующихся на платиновых металлах ионов на скорость и направление электрокаталитических процессов. Второй аспект интересен двумя главными особенностями структуры двойного электрического слоя (ДЭС) на металлах группы платины а) тесной взаимосвязью между адсорбцией ионов и адсорбцией атомов водорода и кислорода б) образованием прочных хемосорбционных связей между поверхностью металла и адсорбированным ионом (хемосорбция с переносом заряда). [c.56]

    Длительное протекание постоянного электрического тока невозможно без химических реакций, совершающихся на электродах. Например, при отрицательной поляризации электрода возможно восстановление катионов водорода, приводящее к адсорбции атомов его и к выделению газа. При положительной поляризации возможно окисление гидроксильных ионов с образованием кислорода. При этом может иметь место адсорбция атомов кислорода на поверхности электрода. С металлами легко окисляемыми кислород должен образовывать окислы (хотя бы частично). Но на электродах из благородных металлов (золото, платина) атомы кислорода, несмотря на свою высокую химическую активность, не всегда образуют окислы этих металлов и могут оставаться в адсорбированном состоянии. В результате адсорбции атомов кислорода изменяется строение двойного электрического слоя. [c.350]

    I. В относительно узкой области Ен = 0,4 — 0,5 В (область заряжения двойного электрического слоя) электроды из благородных металлов удовлетворяют определению индифферентный электрод . За границами двойнослойной области в анодном направлении изменения потенциалов необходимо учитывать процесс окисления материала электрода с образованием окисного слоя и при еще более положительных значениях (в кислых растворах при Ен 1,4 В) — выделение кислорода при движении к низ ким Ен необходимо учитывать наличие на поверхности металлов слоя адсорбированных атомов водорода и его катодное выделение. В этой области свойства Pt- и Аи-электродов существенно различаются, например, при Ен = 0 в кислых средах вся поверхность Pt занята адсорбированным водородом, в то время как у золота занято только 3% [63]. [c.43]


    Данные табл. 1.5 и рис. I. 16 указывают на широкие границы области перезарядки двойного электрического слоя для с. э. в сравнении с электродами из благородных металлов для электродов ЭО-021 эта область составляет 1,5В в сравнении с 0,4 В для платины. По кривым заряжения можно судить также о низких токах обмена систем О2/Н2О и Н+/Н2 на стекле и предвидеть малое влияние кислорода и водорода на потенциалы с. э. [c.76]

    При наложении внешнего напряжения и плавном его увеличении электролиз воды начнется лишь, когда внешнее напряжение превысит равновесную э.д.с. кислородно-водородной цепи. До этого на катоде будут накапливаться электроны, а у катода — катионы Ма+, на аноде — накапливаться положительные заряды, а у анода — анионы 504 . На заряжение двойного электрического слоя электродов требуется очень малое количество электричества. По мере смещения потенциала катода в сторону отрицательных, а потенциала анода в сторону положительных значений концентрация водорода на катоде и кислорода на аноде будет увеличиваться от нуля до предельных значений, выше которых выделяются газообразные продукты электролиза. При этом ток, необходимый [c.216]

    Влияние адсорбции водорода и кислорода на адсорбционные явления непосредственно обнаруживается при исследовании строения двойного электрического слоя на платиновых металлах 1126, 136, 139, 140]. [c.292]

    Существенным выводом из этих работ было также доказательство участия адсорбированных атомов водорода и кислорода наряду с ионами двойного электрического слоя в возникновении разности потенциалов металл—раствор. [c.8]

    По Фрумкину уголь, в состоянии равновесия с кислородом, ведет себя как кислородный электрод, причем возникает двойной электрический слой, обусловливающий адсорбцию кислоты из водного раствора. Аналогично, обезгаженный уголь, помещенный в атмосферу водорода, ведет себя как водородный электрод и адсорбирует щелочь. [c.11]

    Измерения следует проводить в области потенциалов, где фараде-евскне процессы (например, выделение газообразного водорода или кислорода, растворение материала электрода и т. п.) не протекают. Очевидно, что при измерении кривых заряжения в указанных условиях для идеально поляризуемого электрода должна получиться зависимость заряда двойного электрического слоя от потенциала. [c.183]

    Как известно, на ртутном электроде и других ртутеподобных металлах строение двойного электрического слоя от pH практически не зависит. Это объясняется отсутствием адсорбции водорода и кислорода на поверхности этих металлов в той области потенциалов, в которой обычно изучают строение двойного электрического слоя. [c.193]

    Строение двойного электрического слоя оказьшает влияние на скорость электрохимических процессов, протекающих на электроде. Поэтому основной целью изучения двойного слоя является получение информации, которую можно использовать для рассмотрения этих процессов. Однако изучение двойного электрического слоя в условиях протекания электрохимических реакций, то есть на неиоляризуемых электродах, во многих случаях оказывается весьма затруднительным. В связи с этим на практике в большинстве случаев используют электроды, близкие к идеально поляризуемым электродам из ртути, платины, золота, помещенные в специально подобранные и подвергнутые специальной очистке (от растворенных газов и других примесей) растворы. Область значений потенциалов, в которых проводят исследования, выбирается с таким расчетом, чтобы на электродах не начали протекать электрохимические реакции, например в водных растворах - выделение на электроде водорода или кислорода. [c.72]

    Описание электрохимических свойств углеродных материалов включает анализ строения двойного электрического слоя, процессов электросорбции и десорбции электрохимически активных газов (прежде всего водорода и кислорода), редокс-превра-щений поверхностных функциональных групп, а также рассмотрение коррозионного поведения углеродных материалов в растворах электролитов. В ряде случаев эти вопросы столь тесно связаны между собой, что их разделение может быть только условным. [c.68]

    В 1872 г. немецкий электрохимик Кольрауш, уже известный нам своими опытами по определению электропроводности воды и различных растворов, обнаружил, что граница между электродом и раствором ведет себя по отношению к переменному току подобно обычному электрическому конденсатору большой емкости. Кольрауш предположил, что при пропускании переменного тока на электроде образуется невидимая глазом газовая пленка из атомов, выделяющихся при электролизе водорода и кислорода. Пленка эта, являясь изолятором, разделяет заряды электрода и противоположные но знаку заряды ионов раствора. Таким образом, на границе между электродом и раствором образуется своеобразный микрокопденсатор. Он получил название двойного электрического слоя один слой зарядов на металл электрода и другой, в виде ионов, у его поверхности. Позднее было установлено, что в общем случае никакой изолирующей газовой пленки на поверхности электрода нет. Однако заслуга Кольрауша все же велика он впервые ввел представление о двойном электрическом слое, и оно прочно укоренилось в электрохимической литературе. [c.72]

    Такие же результаты получены на пластинке из чистого железа, которую нагревали в течение 1 часа при 800° С в чистом водороде, охлаждали, не вынимая из печи, и затем переносили на воздух в измерительную камеру. Вначале потенциал принимает отрицательное значение, при —200 мв он равен О, а затем медленно становится положительным и через несколько часов достигает значения приблизительно +350 мв, что соответствует химически адсорбированному слою кислорода. Несмотря на все принятые меры предосторожности, в аппаратуре было слишком много кислорода, в основном в необезгаженных частях ячейки, предназначенной для измерения разности потенциалов двойного электрического слоя Вольта, для того, чтобы без сомнения можно было получить моноатомарный слой химически адсорбированного кислорода. Этим объясняется разброс значений потенциала в начале опыта. К тому же возможная десорбция водорода может также изменить потенциал. При повторном перенесении образца из воздуха потенциал быстро становится менее положительным и принимает все более и более отрицательные значения по мере того, как протекает окисление. [c.309]

    Однако только после Октябрьской революции в пашей стране широко и всесторонне развивается теоретическая и прикладная электрохимия, занимающ ая сегодня в ряде разделов ведущее положение в мировой науке. Советским ученым принадлежат широко известные труды в области электрохимической кинетики, исследование механизма и особенностей реакции выделения водорода, выделения и ионизации кислорода, выяснение связи между скоростью. электродной реакции и строением двойного электрического слоя и многие другие. В нашей страг(е плодотворно развивается электрохимическая теория коррозии и пассивности, внесен большой вклад в теорию электроосаждепия металлов. [c.62]

    При напряжении на ячейке 0,15—0,2 В цинкат, диффундирующий через сепарацию в катодное пространство, разряжается на предельной плотности тока на катоде. 1ри таком напряжении выделение водорода на амальгамированном катоде еще не. происходит, поэтому ток на ячейке будет показывать количество диффундирующего цинката (с поправкой на токи ионизации кислорода и заряжения двойного электрического слоя, определяемые при использовании бесцинкатных растворов в качестве католита и анолита). При достаточно высокой свободной щелочности можно пренебречь ошибкой в данных, связанной с тем, что не учитывается миграция цинката под воздействием электрического поля. [c.37]

    Эффект двойного электрического слоя Фрумкина не исчерпывает всех воздейетвий нереагирующих электролитов на электродные реакции. Например, вычисленные только на основе этого эффекта значения потенциала внешней плоскости Гельмгольца при восстановлении кислорода и выделении водорода на серебряном электроде (в присутствии ионов галогена) не совпадают с измеряемыми. [c.165]

    В соответствии с (1.35), ток от внешнего источника на границе электрод— раствор расходуется на два процесса фарадеевсккй н заряжение емкости двойного электрического слоя. Если убрать из раствора частицы, обладающие электрохимической активностью, то появляется возможность следить за процессами, определяемыми индивидуальными свойствами электрода. Полученная в этих условиях зависимость потенциала электрода от количества электричества (Q), прошедшего во внешней цепи, или от времени (при постоянном токе) носит название кривой заряжения. Для того, чтобы свести к минимуму транспорт частиц от электрода или к нему, заряжение проводят либо токами большой плотности, либо применяют электроды с развитой поверхностью и возможно меньшие объемы электролита. На рис. I. 6, а приведена классическая кривая заряжения для Р1-электрода в сернокислом растворе, снятая как при движении от катодных к анодным значениям Ян, так и в обратном направлении при изменении полярности тока заряжения [24, 33, 44]. Участок / соответствует десорбции или адсорбции водорода, емкость на этом участке составляет 700 мкФ-см на участке II основное количество электричества расходуется на заряжение двойного слоя, поэтому он носит название двойнослойный (емкость равна 40—70 мкФ-см ). И, наконец, /// участок, кислородный, соответствует посадке кислорода на поверхности платины и его десорбции. Кривые заряжения позволяют не только установить наличие тех или иных процессов в определенной области потенциалов, но и сделать заключения относительно их обратимости. Так, если проводить изучение кривых заряжения только на / и // участках, то при изменении полярности тока заряжения кривые совпадут. В кислородной облает , однако, наблюдается значительный гистерезис на кривых заряжения. В интервале потенциалов 0,8—1,5В (кислая среда) в настоящее время различают три степени связанности кислорода- с поверхностью платины, причем тот кислород, который оказался на платине при н > 1,2 В, начинает в заметной мере сниматься только при Ен < 0,8 В (см., например, [53]). [c.40]

    Показано, что водомасло- и маслорастворимые ПАВ способны вытеснять только свободную адсорбированную воду, которая и обусловливает развитие электрохимической коррозии. Химически связанная с поверхностью металла вода, так же как кислород, водород и другие вещества, включается, как правило, в хемосорб-ционно-адсорбционную фазу ингибиторов [15, 60— 62]. Когда количество электролита достаточно велико и сопоставимо с количеством нефтепродукта, основным слагаемым уравнения (1-15) становится энергия двойного электрического слоя электролита Дб дэс. В этом случае адсорбция водомасло- или маслорастворимых ПАВ из полярных сред зависит от потенциала металла, от того, насколько этот потенциал отличается от нулевой точки металла (потенциала нулевого заряда металла Унз) [15, 52]. В общем случае адсорбция маслорастворимых ПАВ на металле в присутствии электролита или отсутствие их десорбции возможны, если  [c.33]

    ШПШ ние для элек-хролиза имеют скорости электродных процессов. Учение о скоростях электродных процессов получило название электрохимической кинетики [4 41 132]. Скорости электродных процессов зависят от строения двойного электрического слоя на границе электрод — электролит, в котором они протекают, от скорости подвода реагирующих частиц к электродам и отвода продуктов электролиза от электродов. Поэтому главными составными частями учения об электрохимической кинетике являются строение двойного электрического слоя транспорт электрохимически активных частиц к электродам разряд электрохимически активных частиц на электродах, сопровождаемый переходом электронов отвод продуктов электролиза в глубь раствора вторичные химические реакции, протекающие до или после разряда. Насколько важна электрохимическая кинетика для электролиза, видно из примера, описанного в книге [41 ]. Если пропускать постоянный ток через ячейку, составленную из водного раствора серной кислоты, ртутного катода и платинового анода, на ртути должен выделяться водород, на платине — кислород. Из термодинамических расчетов вытекает, что процесс электрохимического разложения воды должен начаться при напряжении 1,23 В. Однако скорость выделения водорода на ртутном катоде такова, что при напряжении 1,23 В для накопления 1 см водорода с 1 см поверхности электрода потребовалось бы около 400 ООО лет. Если напряжение увеличить до 3,5 В, то скорость выделения водорода возрастает до 7 см /мин, правда, при небольшом коэффициенте полезного действия, порядка [c.10]

    Возникновение двойного электрического слоя нри соприкосновении металла с раствором неизбежно вызывает изменения состава ])ас-твора. В случае электродов с высоко развитой поверхностью эти изменения оказываются весьма значительными и могут быть установлены обычными аналитическими методами. Тако11 метод изучеггия двойного электрического слоя получил название адсорбционного. Соче тание адсорбционного метода с методом снятия кривых заряжении (А. Н. Фрумкин, А. И. Шлыгин, В. И. Медведовский, А. Д. Обручева, Р. X. Бурштейн н др.) позволило установить ряд важных особенностей строения двойного электрического слоя. В частности, были установлены дипольный характер адсорбированных на металле атомов водорода и кислорода, объяснен эффект перезарядки золя платины при переходе от атмосферы водорода к атмосфере кислорода (Н. А. Бах, И. А. Балашова), а также различия в поведении водородного и кислородного угля (Б. п. Брунс, С. Д. Левина, Е. М. Кучинский). [c.168]

    Кривые заряжения черни снимались метрдом сетки в 1 н. Н2504. Предварительно снимались катодные (т. е. полученные при катодной поляризации электрода) кривые заряжения исходных и спеченных образцов, а затем с теми же образцами, подвергнутыми длительной катодной обработке при выделении водорода, снимались анодные и катодные кривые заряжения от потенциала -Н 0,02 в до -1- 1,50 в (по обратимому водородному в том же растворе). В дальнейшем первые будут называться кривыми еаряжения окисленной платины, вторые — восстановленной . По длине водородной (0,00--Н0,9 в) й кислородной (4-1,5--Ь0,70 в) областей кривой заряжения восстановленной черни определялось количество адсорбированных при комнатной температуре водорода и кислорода [1]. Для определения количества кислорода, сорбированного чернью при приготовлении и после термической обработки, из количества электричества, пошедшего на снятие кривой заряжения окисленной черни, вычиталось количество электричества, затраченное на снятие соответствующей кривой восстановленной платины в интервале потенциалов 0,00--Н 0,70 в. За величину поверхности черни нами принята пропорциональная ей величина емкости двойного электрического слоя, отнесенная к 1 г черни и вычисленная по наклону катодной кривой заряжения восстановленной черни в интервале потенциалов 4-0,4--НО,6 в [1]. [c.168]


Смотреть страницы где упоминается термин Двойной электрический слой водорода и кислорода: [c.167]    [c.182]    [c.198]    [c.153]    [c.40]    [c.114]    [c.258]    [c.168]    [c.64]    [c.11]   
Двойной слой и кинетика электродных процессов (1967) -- [ c.12 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

БГК и кислорода и водорода

Двойной электрический

Двойной электрический слои

Двойной электрический слой



© 2024 chem21.info Реклама на сайте