Ион водорода, разряд на амальгамах

Перенапряжение разряда ионов водорода на амальгаме натрия связано с плотностью тока зависимостью Тафеля [c.86]

Разряд иона водорода на амальгамах исследован довольно подробно [6] при этом часто требуется учитывать специфиче- [c.231]

В системе очистки рассола металлическая ртуть в виде слабой амальгамы натрия применяется в целях определения пригодности рассола для электролиза При наличии в рассоле примесей солей металлов, катализирующих разряд водорода на амальгаме, содержание водорода в хлоре может повыситься до опасных пределов. Поэтому чистоту рассола контролируют, приводя его в соприкосновение с амальгамой и определяя количество выделившегося водорода. [c.199]

Обратимое выделение водорода из нейтрального водного раствора требует катодного потенциала, равного 0,4 вольта. При низкой плотности тока, например 100 а/м , у ртутного катода перенапряжение составляет около 1 вольта. Осаждение металлического натрия из раствора с нормальной концентрацией ионов На требует катодного потенциала Е — — 2,71 вольта, а образование насыщенной натровой. амальгамы (подобная амальгама содержит около 0,3%"натрия) — потенциала около 2 вольт. При этих условиях будет происходить разряд ионов водорода, но не ионов натрия, так как перенапряжение водорода на концентрированной натровой амальгаме значительно ниже, чем на чистой ртути. Но если плотность тока возросла, и вместе с этим увеличилось перенапряжение водорода, разряд ионов Н будет менее легким, и если ртуть непрерывно протекает с такой скоростью, при которой получается амальгама небольшой концентрации, то будет происходить главным образом разряд ионов Ма при ничтожном количестве выделяющегося водорода. [c.81]

Если общая плотность тока при э том потенциале равна 3-10 а/см , то доля тока, расходуемого на разряд водорода, должна составлять около 0,1%. Как будет видно из дальнейшего, перенапряжение водорода на амальгаме натрия несколько выше, чем на ртутном катоде, поэтому плотность тока разряда водорода на чистой амальгаме будет меньше, чем рассчитанная здесь величина. При наличии загрязнений плотность тока разряда водорода может быть и выше. [c.33]

Скорость разряда водорода на амальгаме натрия не зависит от pH раствора, поэтому сведения о трудности выделения водорода на амальгамном электроде вследствие подщелачивания прика-тодного слоя несостоятельны. Возрастание величины pH может влиять на кинетику выделения водорода только в области кислых растворов. [c.34]

Если считать, что изменение перенапряжения водорода на амальгаме натрия имеет такую же температурную зависимость, как и на ртутном катоде в кислых растворах, т. е. около 2 л/ на каждый 1 °С, то при 85 °С перенапряжение понизится на 0,12 в и будет составлять в нейтральном растворе 2,15—0,12 = 2,03 в. Если при этом потенциал поляризованного амальгамного электрода составит 1,85 в, то перенапряжение водорода будет равно 1,85—0,41 = 1,44 в, а плотность тока разряда водорода [c.36]

Как следует из приведенных выше данных о перенапряжении водорода на амальгаме натрия и о влиянии примесей на кинетику разряда водорода, выделение водорода при электролизе в очень чистых условиях должно быть практически незаметным. Такой чистоты можно достигнуть в лабораторных условиях, при этом удается получить хлор, содержащий лишь около сотых долей процента водорода [274]. Уменьшение содержания водорода в хлоре до количеств, не определяемых непосредственно газовым анализом, возможно и не в очень чистых условиях, но при добавлении к рассолу поверхностно-активных веществ, ингибирующих реакцию разряда водорода на катоде. [c.54]

Как уже упоминалось, при возрастании количества водорода 1В хлоре возникает ряд существенных осложнений. Повышение содержания водорода в хлоре (более 4,57о Нг) может привести к образованию взрывоопасных смесей. Кроме того, увеличение количества водорода в хлоре означает уменьшение выхода по току, во-первых потому, что эквивалентно выделяющемуся водороду в амальгаме теряется натрий, во-вторых, вследствие того, что при разряде водорода происходит подщелачивание рассола, увеличи-вается содержание активного хлора в электролите и возрастают-потери тока на катодное восстановление активного хлора. [c.183]

Если общая плотность тока при этом потенциале равна 3-10- A/ м то доля тока, расходуемого на разряд водорода, должна составлять около 0,1%. Перенапряжение водорода на амальгаме натрия несколько выше, чем на ртутном катоде, поэтому плотность тока разряда водорода на чистой амальгаме меньше рассчитанной. [c.25]

Как следует из изложенного ранее о перенапряжении водорода на амальгаме натрня и о влиянии примесей на кинетику разряда водорода, выделение водорода при электролизе в очень чистых условиях практически незаметно. Такой чистоты можно достигнуть в лабораторных условиях, при этом удается получить хлор, содержащий около сотых долей процента водорода [30]. [c.42]

При электролизе с ртутным катодом перенапряжение водорода на нем столь велико, что становится возможным процесс разряда иона натрия на катоде, а на аноде и в этом случае идет разряд иона хлора. Металлический натрий, выделяясь на катоде, растворяется в рт]ути, образовывая амальгаму натрия, которая непрерывно выводится из электролизера. В отдельном аппарате (разлагатель) амальгама разлагается водой и образует щелочь и водород, а металлическая ртуть подается специальным насосом в электролизер, где она вновь насыщается разряжающимся натрием. Проток ртути по ванне и разлагателю осуществляется самотеком (за счет уклонов). [c.259]

Коррозионные потенциалы амальгам в растворах солей соответствующих металлов почти достигают значений обратимого потенциала легирующего компонента благодаря очень низкой скорости коррозии и отсутствию заметной анодной поляризации. Например, коррозионный потенциал амальгамы кадмия в растворе С(1504 ближе к термодинамическому для реакции Сс1 - Сс " - - 2ё, чем для чистого кадмия в этом же растворе. Стационарная скорость коррозии чистого кадмия значительно выше, чем его амальгамы, что ведет к еще большим отклонениям измеряемого коррозионного потенциала от соответствующего термодинамического значения. Вообще говоря, стационарный потенциал любого металла, более активного, чем водород (например, железа, никеля, цинка, кадмия) в водных растворах, содержащих собственные ионы, отклоняется от истинного термодинамического значения на величину, зависящую от преобладающей скорости коррозии, которая сопровождается разрядом Н+ [17]. Измеренные значения положительнее истинных. Это справедливо также и для менее активных металлов (например медь, ртуть), которые корродируют в присутствии растворенного кислорода. [c.64]

В современной промышленности электролитическое производство хлора и каустической соды основано на использовании двух различных методов электролиза с твердым катодом (диафраг-менный) и с ртутным катодом. Эти методы различаются по реакциям, протекающим на катодах. На твердом катоде в процессе электролиза происходит разряд ионов водорода, а в электролите образуется щелочь. На ртутном катоде разряжаются ионы натрия, в результате образуется амальгама натрия, которую выводят из электролизера и разлагают водой при этом выделяется водород и образуется щелочь. Освобождающуюся при разложении амальгамы ртуть возвращают в электролизер. [c.131]

На ртутном электроде вследствие высокого перенапряжения водорода и деполяризации натрия за счет образования амальгамы становится возможен разряд ионов натрия. Потенциал амальгамного электрода зависит от концентрации металла в амальгаме, а также от концентрации ионов натрия в электролите и может быть вычислен по уравнению [c.159]

Чтобы исключить подщелачивание раствора вследствие саморазложения амальгамы, и вызываемого им побочного процесса, в электролизер необходимо подавать тщательно очищенный от амальгамных ядов и слегка подкисленный электролит (рН 3). С целью подавления разряда ионов водорода процесс ведут при высоких плотностях тока — 3—8 кА/м . [c.161]

Скорость разложения амальгам щелочных металлов определяется скоростью разряда ионов водорода. Графически процесс можно иллюстрировать с помощью анодной и катодной поляризационных кривых (рис. 17). Как показали исследования, процесс образования ионов натрия из амальгамы протекает с очень высокой скоростью, разряд ионов водорода чрезвычайно замедлен, поэтому скорость реакции [c.40]

Рассмотрим разложение амальгамы при одновременном разряде ионов водорода. Тогда, записывая для краткости Н+ вместо Н3О+, [c.350]

Если выделение водорода при разложении амальгамы происходит за счет разряда молекул воды, то [c.351]

Рассмотрим разложение амальгамы при одновременном разряде ионов водорода. Тогда [c.368]

Другое обстоятельство, которое может привести к нарушению последовательности разряда ионов,— природа катода. Так, на ртутном катоде — по сравнению с платиновым или графитовым — для разряда ионов водорода требуется значительно большее напряжение. Ионы натрия на ртутном катоде разряжаются предпочтительнее ионов водорода и в результате образуется амальгама натрия. По этой причине ртутный электрод является основным в промышленном способе получения натрия электролизом хлорида натрия (см. рис. 18.5). [c.267]

Из формулы (3.57) следует, что скорость разряда водорода возрастает при снижении парциального давления водорода, снижении pH раствора, увеличении концентрации амальгамы натрия, снижении концентрации хлорида натрия в растворе, повышении плотности тока электролиза, снижении температуры. При обычных условиях электролиза (/ = 80—85 С, N30 = = 260—280 кг/м концентрация амальгамы натрия 0,3—0,4% (масс.), pH раствора в ванне 3,5—4,0) величина плотности тока разряда водорода составляет 50—100 А/м . [c.86]

При определенных активности натрия в амальгаме pH раствора потенциал разряда натрия с образованием амальгамы, приобретает более положительное значение, чем потенциал выделения водорода, который на ртутном катоде имеет высокое-перенапряжение. [c.145]

На катоде в электролизерах с ртутным катодом происходит разряд ионов щелочного металла с образованием амальгамы натрия или калия. При разложении этой амальгамы водой в разлагателях получают чистые растворы гидроокисей натрия или калия и водород. В электролизерах с твердым катодом на катоде происходит разряд молекул воды с выделением газообразного водорода и образованием соответствующей щелочи. При этом получают смешанные растворы щелочей и хлоридов. Суммарный процесс для электролиза с ртутным катодом ч [c.33]

Возможность очень длительной эксплуатации (в течение нескольких лет) без заметного ухудшения характеристик является одним из основных достинств щелочно-нннковых элементов с монолитными анодами. Вполне понятно, что при таких режимах снижение коррозии цинкового анода является важной задачей. Это достигается прежде всего использованием для отливки цинковых анодов сплава цинка с 0,5—2,5% ртути. Ртуть, амальгамируя поверхность электрода, уничтожает ее кристаллизационную неоднородность и нейтрализует вредное влияние имеющихся примесей вследствие высокого перенапряжения водорода на амальгамах. Процентное содержание ртути может быть сравнительно небольшим, так как ртуть не удаляется из электрода в процессе разряда. Уже вскоре после начала разряда и растворения внешнего слоя цинкового анода его поверхность обогащается ртутью к концу работы элемента суммарное содержание ртути в электроде может достигать 7—10%. Однако даже при использовании для электродов сплава цинк-ртуть к чистоте исходного цинка предъявляют высокие требования. Ряд возможных примесей, обладающих малым перенапряжением водорода, таких как железо, никель и некоторые другие, или вообще не дает амальгамы, или очень трудно подвергается амальгамации. Поэтому и в присутствии ртути коррозионные микропары с этими примесями будут реакционно-способными, хотя и в меньшей степени. [c.22]

Изучена пористая структура графитовой насадки, полученной различными технологическими приемами прессованием пресснорош-ков и продавливаиием коксо-пековой массы с последующей пропиткой пеком. Показано, что разряд водорода при разложении амальгамы натрия происходит не только на поверхности насадки, но и на некоторой глубине ее пор. Исследована активность насадки. Установлено, что на эффективность разложения амальгамы натрия положительно влияют поры размером более 1 мкм. Ил. 5. Список лит. 4 назв. [c.267]

Необходимо учитывать, что при разложении амальгам в щелочных растворах на скорость процесса влияет загрягдаение раствора катионами, извлекаемыми щелочами из стекла ячейки (В. Н. Коршунов). Поэтому опыты проводят в ячейке из полистирола. До рН Ю закономерности разложения амальгам в чистых условиях полностью соответствуют электрохимическому механизму. При рН>10 скорость разложения амальгам не зависит от pH раствора. Такое явление может наблюдаться при химическом и электрохимическом механизмах растворения амальгамы с одновременным разрядом молекул воды. Однако в отсутствие загрязнений скорость разложения амальгам оказывается пропорциональной Сме (рис. 184), причем тангенс угла наклона прямых с—Сме может быть различным для амальгам разных металлов. Если в ячейку добавляется стеклянный порошок, то скорость разложения амальгамы возрастает, а зависимость от с е искривляется и приближается к характерной для электрохимического механизма. Визуально при этом можно было наблюдать на поверхности амальгамы островки энергичного выделения пузырьков водорода. При механическом удалении островков ток растворения амальгамы падает, и снова наблюдаются закономерности, свойственные химическому механизму разложения амальгам. Химический механизм подтверждается также при измерении зависимости от lg 1. В соответствии с уравнением [c.352]

Электрохимический механизм разряда молекул НаО на ртути можно наблюдать в растворах органических щелочей, например [( Hg)4N] ОН или [( 4H9)4N1 он. В этих растворах разряд молекул воды происходит раньше, чем образование амальгамы тетраалкиламмония. Однако адсорбция органических катионов существенно снижает энергию адсорбции реагирующих молекул воды н,о, что вносит дополнительный эффект повышения т), превалирующий над ускоряющим эффектом сдвига з -потенциала в положительную сторону [см. уравнение (50.11)]. Зависимость перенапряжения выделения водорода на ртути от pH в области кислых и щелочных растворов [c.274]

Электрохимическое производство химических продуктов составляет большую отрасль современной химической промышленности, Среди крупнотоннажных электрохимических производств на n piiOM месте стоит электролитическое получение хлора и щелочей, которое основано на электролизе водного раствора поваренной соли. Мировое электролитическое производство хлора составляет —30 млн, т в год. Хлорный электролиз принадлежит к числу наиболее старых электрохимических производств, начало ему было положено еще в 80-х годах прошлого века. В настоящее время используют два метода электролиза с ртутным катодом и с твердым катодом (диафрагменный метод). На ртутном катоде разряжаются ионы Na+ и образуется амальгама, которую выводят из электролизера, разлагают водой, получая водород и щелочь, и снова возвращают в электролизер. На твердом катоде, в качестве которого используют определенные марки стали с относительно низким водородным перенапряжением, выделяется водород, а электролит подщелачивается. Диафрагма служит для предотвращения соприкосновения выделяющегося на аноде хлора со щелочным раствором. На аноде обоих типов электролизеров выделяется хлор, а также возможен разряд ионов гидроксила и молекул воды с образованием кислорода. Материал анода должен обладать высокой химической стойкостью, В качестве анодов используют магнетит, диоксид марганца, уголь, графит, В последнее время разработаны новые малоизнашиваемые аноды из титана, покрытого активной массой на основе смеси оксидов рутения и титана. Эти электроды называются оксидными рутениевотитановыми анодами — ОРТА, [c.271]

На рис. 2.15 приведены поляризационные кривые выделения водорода и натрия при различном содержании натрия в амальг-гаме. На основании данных рис. 2.15 можно сделать следующие выводы 1) потенциал катода сдвигается в сторону более-отрицательных значений с ростом концентрации натрия в, амальгаме 2) потенциал выделения водорода имеет более отрицательное значение, чем потенциал разряда ионов натри лищь в нейтральных растворах в кислых растворах при рН<3 на катоде выделяется водород, так как потенциал его выделения более положительный, чем потенциал разряда ионов натрия 3) поляризация при разряде ионов натрия практически не зависит от плотности тока. [c.145]

В классической полярографии индикаторным электродом является ртутный капающий микроэлектрод. Ртутная капля образуется на конце стеклянного капилляра (длиной 10-20 см, внутренним диаметром 0,05 мм), соединенного гибкой трубкой с резервуаром со ртутью. Ртутные капли имеют воспроизводимый диаметр и время жизии от 2 до 6 с. Время жизни капли зависит от высоты столба ртути над капилляром, т. е. гидростатического давления ртути. Иногда используют механический молоточек, контролирующий время жизни капель. Ртутный капающий электрод обладает следующими преимущества-вли 1) постоянное обновление поверхности электрода предотвращает загрязнение поверхности электрода, что выражается в высокой воспроизводимости зависимостей ток — потенциал 2) перенапряжение водорода на ртути в водных раствору велико, позтоко можно изучать процессы восстановления элек-троактивных веществ с более отрицательными потенциалами, чем обратимый потенциал разряда ионов водорода. В кислом растворе, например, 0,1 М H l вьаделение газообразного водорода наблюдается при потенциалах отрицательнее —1,2 В 3) ртуть образует амальгамы со многими металлами, понижая их потенциал восстановления. [c.413]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология