Электрохимические методы принципы

О заводских и научно-исследовательских лабораториях широко применяются различные физико-химические методы анализа. На их основе разрабатываются автоматические методы контроля производства. Наиболее широко распространены оптические и электрохимические методы анализа. Изучение физикохимических методов анализа требует знания органической и физической химии, следовательно, эти методы не могут быть изложены при прохождении общего курса количественного анализа. Поэтому на 4-м курсе химических факультетов университетов и других вузов вводится в программу курс физико-хими-ческие методы анализа для всех специальностей. Настоящее руководство имеет в виду именно этот предмет учебного плана. Кроме различных работ по неорганическому анализу, введены работы по анализу органических материалов, а также работы по хроматографическому и некоторым другим методам, которые мало освещены в других руководствах. В первой части рассмотрена общая характеристика и классификация методов, принципы работы с различной электроизмерительной аппаратурой, которая применяется в различных методах анализа, а также описаны физико-химические методы разделения смесей, главным образом, методы хроматографического разделения. [c.3]

Изучение диффузии водорода через сталь при электроосаждении цинка и кадмия изучалось так называемым электрохимическим методом. Принцип этого метода [6] состоит в следующем. Одна сторона тонкой металлической мембраны (поляризационная) подвергается катодной поляризации или электроосаждению. На другую сторону (диффузионную) накладывается такой анодный потенциал, при котором в растворе щелочи происходит полная ионизация атомов водорода, диффундирующих через мембрану. Ток, идущий на ионизацию водорода, продиффундировавшего через мембрану, фиксируется и позволяет судить как о количестве, так и скорости диффузии водорода через мембрану. [c.158]

Электрохимические методы газового анализа. Электрохимический метод основан на использовании химических селективных датчиков (ХСД). В зависимости от того, какие физические свойства, зависящие от адсорбированного количества вещества, измеряются, ХСД делят на потенциометрические, кулонометрические, полярографические и т. д. По сравнению с газоанализаторами, принцип работы которых основан на других методах анализа (абсорбционном, флуоресцентном, пламенно-фотометрическом), электрохимические газоанализаторы отличаются сравнительной простотой, низкой чувствительностью к механическим воздейст- [c.212]

Важнейшее место в экспериментальной электрохимии занимает измерение электродвижущих сил. Для измере- > ния э. д. с. электрохимических систем обычно пользуются компенсационным методом, принцип которого состоит в уравновешивании определяемой э. д. с. элемента равным по величине падением напряжения 1г на реохорде или в потенциометре, питаемом от внешнего источника тока (рис. 25). Компенсирующее падение напряжения обычно создается с помощью хорошо заряженного аккумулятора. При этом сопротивление любого отрезка проволоки реохорда пропорционально его длине, а общее сопротивление проволоки равно Кн. В простейшем случае изучаемый гальванический элемент X включается навстречу аккумулятору А (плюс против плюса, минус против минуса). Перемещением движка по реохорду подбирают такое положение его, при котором э.д.с. эле- [c.173]

Как указывалось в гл. 3, гетерогенно-каталитические реакции в жидкостях могут протекать по прямому электрохимическому механизму. Поэтому электрохимические методы исследования могут в этих случаях дать суш ественную информацию о механизме процесса и тем помочь в построении кинетической модели процесса. Подробнее эти методы описаны в монографии [3]. Здесь будут кратко изложены их принципы. [c.75]

Электрохимические методы позволяют осуществить процессы очистки металлов или получения их соединений. Обычно используется лишь несколько методов. При решении комплексной задачи здесь, как и в случае прямых методов получения, речь идет главным образом об оптимальной комбинации отдельных методов при создании стандартной методики и, в значительно меньшей степени, о разработке новых принципов. Физические методы сводятся в основном к следующим. [c.587]

Хотя в электрохимической литературе имеются отдельные работы, посвященные изучению адсорбции некоторых органических соединений на электродах из платины, железа, никеля, серебра и меди методом обеднения раствора адсорбатом, из-за указанных трудностей метод этот не нашел широкого применения. С другой стороны, возможность электроокисления или электровосстановления адсорбированных на электроде веществ, влияние адсорбции органических соединений на электрокапиллярное поведение электрода и на электрическую емкость двойного слоя явились основой специфических, применяемых лишь в электрохимии методов изучения адсорбции органических веществ. Наряду с методом радиоактивных индикаторов, а также с развивающимися в последние годы оптическими и спектроскопическими методами эти методы наиболее широко распространены в электрохимии. Принципы электрохимических методов изучения адсорбции органических веществ на электродах мы коротко и рассмотрим в данной главе. [c.7]

Особенностью данного учебного пособия является то, что роме вопросов чисто аналитических в нем изложены в определенных рамках вопросы устройства радиоэлектронных приборов, без чего невозможно понять принципы как некоторых электрохимических методов в целом, так и вопросы классификации, которые облегчают рассмотрение принципов построения отдельных групп методов при большом их разнообразии. [c.3]

Кулонометрический метод. Принцип этого электрохимического метода определения толщины, заключающийся в анодном растворении металла на известной площади с измерением электрического заряда, потребляемого в данном процессе, противоположен принципу электроосаждения. С учетом площади, на которой происходит электролиз, и электрохимического эквивалента металла по закону Фарадея делается простой расчет количество электричества в кулонах, расходуемое в процессе, переводится в толщину растворенного покрытия. Для получения точных результатов расчета необходимо, чтобы растворение происходило с известным постоянным выходом по току на аноде (желательно 100%-ным). Выбранный электролит должен устранить возможность возникновения эффектов пассивации или избыточной поляризации и, кроме того, не оказывать химического воздействия на покрытие при отсутствии электрического тока. Разумеется, важно точно определить площадь анода. [c.144]

Если известна количественная информация о течении электролита, то электрический ток, протекающий через электрод, в ряде случаев может быть вычислен. Очевидно, возможна и обратная задача на основе измерений электрического тока можно получить интересующие нас данные о кинетике электролита. В этом заключается принцип использования электрохимического метода как средства изучения движения жидкостей. [c.54]

Достоинством электрохимического метода является возможность осуществления контроля над активностью реагента — электрона. Успех или неудача эксперимента в значительной степени определяются правильным выбором условий электро-чиза, основанном на понимании принципов управления реакцией и учитывающем свойства различных компонентов электрохимической системы — электрохимической ячейки, электродов, растворителей, электролитов. [c.163]

Вместе с тем, как справедливо отмечается в [32], значения ПИ соответствуют нейтральным молекулам в газовой фазе, что имеет как недостатки, так и преимущества. К первым относится проблематичность применения получаемых данных в химии процессов делигнификации, а также необходимость определенных оговорок при рассмотрении реакций в растворах. При этом, однако, нельзя не отметить, что закономерности изменений энергии ВЗМО при переходе от нейтральных молекул к анионам модельных соединений лигнина известны, а переход от значений ПИ в газовой фазе к их значениям в. растворах в принципе возможен [36]. Справедливость этого подтверждается и линейными корреляциями в [34, 39]. Несомненным преимуществом данного метода является нечувствительность ПИ к условиям записи спектра. Таким образом, все литературные данные ФЭС могут сопоставляться непосредственно. В этом заключается фундаментальное отличие этого метода от распространенных электрохимических методов, применение которых, как правило, ограничивает сопоставление потенциалов окисления малыми сериями, причем всякий раз встают специфические проблемы электродных эффектов и необратимости. [c.128]

Согласно современным представлениям [214, 128, 578, 494], металлы в растворах электролитов растворяются преимущественно по электрохимическому механизму. Подход к анодному растворению металлов и коррозии с единых позиций теории электрохимической кинетики, применение для изучения коррозии электрохимических методов исследования углубили и расширили теоретические представления об этих процессах, и на их основе стали возможны предварительные оценки коррозионной стойкости металлов и сплавов в различных условиях, разработки принципов коррозионной защиты материалов. Однако коррозионная наука в последние три десятилетия развивалась в основном применительно к водным растворам. Особенности процессов анодного растворения и коррозии металлов в органических электролитах изучены недостаточно, хотя необходимость таких сведений в связи со всевозрастающей ролью органических растворителей в качестве технологических средств очевидна. [c.106]

Электрохимические методы предусматривают использование специальных датчиков, представляющих собой электрохимический элемент, действующей по принципу процесса электролиза, с регулируемым потенциалом при управляемой диффузии. Электрохимический метод особенно эффективен при определении [c.74]

К электрохимическим методам борьбы с коррозией относятся такие, в основе которых лежит принцип непосредственного воздействия на скорость протекания сопряженных анодных и катодных реакций. Прежде всего это выражается в изменении потенциала защищаемого металла. Различают катодную и анодную электрохимическую защиту. [c.260]

Кулоностатический метод. Принцип этого метода состоит в том, что заряд электрода, который до этого находился при равновесном потенциале, резко изменяется на определенную величину А . Инжек-ция в электрохимическую систему заряда Ад достигается соединением электрода с эталонным конденсатором, предварительно заряженным до определенной разности потенциалов. В результате этого потенциал электрода резко смещается относительно на величину -г о=Ад С, где С — емкость двойного слоя. Затем по мере протекания электрохимической реакции потенциал постепенно возвращается к своему равновесному значению. Теория кулоностатического метода показывает, что в интервале времени 10 с 10 зависимость перенапряжения от времени описывается уравнением [c.195]

Принцип электрохимического метода состоит в деполяризации электродов под действием кислорода, растворенного в электролите. В связи с этим возникает разность потенциалов, величина которой пропорциональна концентрации кислорода. Простота аппаратуры и скорость определения делают метод доступным в лабораторных и производственных условиях. [c.145]

Помимо химических и электрохимических методов анализа вольфрама, в некоторых случаях применяются также физические методы, например быстрая проверка содержания вольфрама в концентратах определением их удельного веса. Этот метод основан на большой разнице в удельных весах вольфрамовых минералов и пустой породы. Удельный вес концентрата определяют по изменению уровня жидкости (воды) в цилиндре после внесения в нее навески концентрата. Содержание вольфрама в пробе рассчитывают с помощью таблиц или калибровочной кривой, крайними точками которой являются пустая порода и чистый минерал. Этот метод с успехом может применяться для контроля работы обогатительных фабрик, однако при одном непременном условии состав пустой породы должен быть постоянным. Этот же принцип применен С. И. Маловым 235] для быстрого ориентировочного определения вольфрама в ферровольфраме и быстрорежущей стали плотность вольфрама в 2,43 раза больше плотности железа, поэтому изменение в содержании вольфрама заметно сказывается на удельном весе ферровольфрама и стали. М. В. Бабаев исследовал влияние примесей кремния и углерода на удельный вес ферровольфрама и составил расчетные кривые плотность — содержание вольфрама для ферровольфрама с содержаниями кремния и углерода до 1,6, до 2,5 и до 3,5%. Пользование этими кривыми позволяет значительно повысить точность метода, а применение специального пикнометра с градуированной трубкой — упростить методику определения удельного веса или объема сплава. [c.96]

Наибольшее внимание уделяется в учебнике раскрытию физического содержания электрохимических явлений и изложению существуюш,их теоретических представлений. Как правило, в нем приводятся лишь общие принципы электрохимического эксперимента. Более подробное описание методики экспериментирования дается только в тех случаях, когда это совершенно необходимо для понимания природы рассматриваемого явления или сущности излагаемых теоретических взглядов. Кроме того, в соответствующих разделах книги кратко рассматриваются принципы электрохимических методов исследования, анализа и контроля производства. Указания по электрохимическому экспериментированию в более полном виде можно найти в руководствах к лабораторным занятиям по теоретической электрохимии. [c.4]

Измерение э. д. с. электрохимических цепей проводится обычно компенсационным методом. Принцип этого метода излагается в учебниках по физической химии, детали его — в руководствах к практикуму по физической химии и электрохимии. [c.196]

Измайлов И. А. и Безуглый В. Д. Электрохимические методы анализа в неводных растворителях. [Потенциометрическое кислотно-основное титрование и методы оценки кислотности в неводных растворах. Принципы применения неводных растворителей в полярографии]. Рефераты докладов на Совещании по электрохимическим методам анализа 10—12 января 1950 г. М.—Л.. Изд-во АН СССР, 1949, с. 70— [c.44]

Из этого произведения можно вычислить константы скорости к, и к , если константа равновесия химической реакции известна. В принципе эту константу равновесия можно определить с помощью рассмотренных электрохимических методов. Однако [c.315]

Метод инверсионной вольтамперометрии широко используют при анализе очень разбавленных растворов (10 моль/л и ниже). Это самый чувствительный из электрохимических методов, а среди аналитических методов, основанных на других принципах, с ним сравним по чувствительности только нейтронно-активационный анализ [5]. [c.330]

Электрохимические методы анализа. Принцип и возможности применения. [c.94]

Ниже рассматриваются основные принципы электрохимических методов защиты [1, 2]. [c.789]

Электрохимическим методам получения кислородных соединений галогенов посвящено наибольщее число публикаций, появившихся в последние годы. Обилие и разнообразие материала побудило нас рассматривать проблему электросинтеза соединений этого класса, группируя их по принципу возрастания содержания кислорода в молекуле. [c.62]

Электрохимические методы защиты металлов легче всего понять путем рассмотрения соответствующей диаграммы Пурбэ (для железа она представлена в полном и в упрощенном вариантах соответственно на фиг. 33 и 34). Железо не будет корродировать, когда его потенциал и величина pH окружающей среды попадают в область иммунитета, в которой металл термодинамически устойчив. Для достижения этих условий металл должен быть поляризован таким образом, чтобы его потенциал снизился от величины, соответствующей условиям беспрепятственной коррозии, до величины, несколько меньшей нормального электродного потенциала. На этом принципе основана катодная защита, рассматриваемая в разд. 3.2. Другим методом электрохимической защиты является обеспечение пр ыва-ния Железного электрода в области пассивного состояния, что требует поляризации для облагораживания потенциала (если pH среды составляет 2—9). В интервале значений pH = 9-4-12 железо либо находится в состоянии иммунитета, либо в пассивном состоянии, а при pH < 2 пассивность не достигается. Этот тип защиты, часто называемый анодной защитой, описан в разд. 3.3. В отличие от катодной защиты он неприменим во всем диапазоне значений pH, и действие защиты может прекратиться, если повреждена пассивная пленка, например, в присутствии хлоридных ионов. Катодная защита может осуществляться в любой среде, если только нет посторонних эффектов, например непосредственного химического разъедания металла. Здесь следует напомрить о различии между иммунитетом, т. е. областью, в которой коррозия (электрохимическое разъедание) не может происходить, и пассивностью, т. е. областью, в которой коррозия не происходит. [c.128]

В капельном анализе часто применяются электрохимические методы разделения. Иногда, особенно при проведении хроматографии на бумаге, применяется дифференциальная диффузия, в которой электрическое поле используется для достижения желаемого разделения. Большое значение в работе с капельными реакциями имеют электрографические методы, применяемые при исследовании металлов, сплавов и руд. Принцип разделения основан на использовании анодного растворения металлов. Практически в качестве анода применяют исследуемое вещество, а в качестве катода—алюминиевую фольгу. Между электродами помещают фильтровальную бумагу, смоченную надлежащим реагентом. При наложении соответствующего напряжения металлы, растворяясь, переходят с поверхности образца, и их место в образце фиксируется реагентом на бумажном отпечатке. Общее [c.78]

Образующийся меркаптид ртути восстанавливается в боратных буферных растворах при -0,55 В, что проявляется на вольтамперограммах в виде острого пика Чувствительность сигнала к изменению концентрации тиола достаточно высока, поскольку в этом случае по существу используется принцип инверсионной вольтамперометрии. Применение электронакоиления одного из продуктов ферментативной реакции позволяет значительно снизить нижнюю границу определяемых концентраций ингибиторов холинэстераз В некоторых случаях эта величина на несколько порядков меньше, чем в других электрохимических методах. [c.295]

Электроаналитическая химия включает методы исследования и анализа, основанные на явлениях, которые происходят на электродах, находящихся в контакте с растворами, а также в межэлектродном пространстве. Успехи фундаментальных исследований в области электрохимии и приборостроения способетво--вали развитию и совершенствованию электрохимических методов анализа. Известно около 75 методов и их вариантов. Предприняты многочисленные попытки создания единой их классификации и номенклатуры. В основу классификации положены различные принципы. Так, в соответствии с предложениями Делахея, 1Лар-ло, Лайтинена имеются три группы методов [c.7]

В то время как электрогравиметрия, кулонометрия и полярография являются электрохимическими методами определения содержания вещества, амперометрию применяют для определения точки эквивалентности при титровании, т. е. она служит методом индикации. Амперометрия основа.на на тех же явлениях, что и постояннотоковая полярография, поэтому амперометрическое титрование назы1вают также поляриметрическим или титрованием по предельному току. Принцип метода заключается в измерении значения постоянного тока, протекающего /при постоянном напряжении через раствор электролита между электродами, один из которых поляризуемый, а другой — неполяризуемый, как функции поляризационного сопротивления В отличие от амперометрии в кондуктометрии измеряют значение переменного тока как функции сопротивления электролита Яь Метод амперометрии с двумя поляризуемыми электродами называют методом конечной точки ( (1еас1-з1ор ). [c.296]

Метод коммутаторной вольтамперметрии был предложен чехословацким ученым М. Калоусеком еще в середине 40-х годов и по существу является первым электрохимическим методом исследования промежуточных продуктов электродных реакций. Его принцип заключается в том, что с помощью специального механического нли электронного переключателя к ртутному капельному электроду (могут быть использованы также плоский электрод или электрод в виде висящей капли) попеременно с частотой 1 —100 Гц подключаются две независимые поляризационные цепи, позволяющие поддерживать или изменять по линейному закону два различающихся между собой значения потенциала (рис. 6.1). Таким образом, на ячейку с заданной частотой накладывается напряжение прямоугольной формы, причем в ходе первого (вспомогательного) полупериода на электроде идет катодный синтез исследуемого продукта, в ходе второго (рабочего) полупериода — его анодное окисление (анализ). При этом проходящий через ячейку ток фиксируют лищь во время рабочих полупериодов, ха- [c.198]

Применение электрохимических методов и принципов в органической химии на различных этапах ее развития оказывалось весьма плодотворным, хотя и, может быть, не всегда первостепенным для развития теоретических представлений и практики органической химии. Прежде всего, следует указать на кислотно-основные и окислительно-восстановительные процессы, константы равновесия которых определялись сначала при помощи кондуктометрической, а затем потенциометрической техники. Начиная с 80-х годов Х1Хв., вслед за пионерскими трудами Оствальда и Нернста, широкое применение нашли электрометрические определения констант ионизации (значения рЯа и органических кислот и оснований величины этих констант, сведенные в таблицы, впоследствии использовались для оценки взаимного влияния-атомов в сложных молекулах, для введения понятия об индуктивном и мезомерном эффектах, для создания корреляционного анализа л. с, э. и т. д. [c.135]

Именно изучение кривых зависимости 1 = /( ) помогает установить наличие соединений, мешающих правильному ходу кулонометрического титрования. Для устранения их влияния на ход основной реакции следует поступить так, как это указано выше (см. стр. 193). Сказанное, однако, вовсе не означает, что в растворе всегда должны отсутствовать другие соединения, способные восстанавливаться или окисляться раньше, чем вспомогательный реагент (при соответствующих электродных процессах генерации). Если продукты подобных электроактивных веществ способны химически взаимодействовать с определяемым веществом, то присутствие их не мешает кулонометрическому титрованию определяемого вещества. Если же подобные примеси, кроме того, способны в свою очередь химически взаимодействовать с промежуточным реагентом, электрогенерированным из вспомогательного реагента, то это позволяет ди( )ференцированно определить примеси и искомое вещество. Возможность последовательного кулонометрического титрования нескольких соединений основывается, следовательно, на тех же принципах, что и теории других электрохимических методов анализа, в первую очередь — потенциометрического титрования. Для решения таких задач весьма важно знать формальные потенциалы ред-окс систем, участвующих в реакциях. [c.202]

Книга представляет собой краткое изложение теоретических основ и практического использования одного из современных высокоинформативных электрохимических методов — вольтамперометрии с линейной и треугольной разверткой потенциала. Рассматривается теория электродных процессов, контролируемых скоростями диффузии, переноса заряда, кинетикой предшествующих, последующих, каталитических химических реакций и последовательных электрохимических стадий. Детально разбираются критерии определения лимитирующей стадии электродного процесса. Подробно излагаются вопросы влияния адсорбции электроактивных веществ на форму и параметры вольтамперных кривых. Даны примеры исследования электродных процессов. Глава УП раздела первого издания Осциллографические полярографы написана канд. техн. наук Р. Ф. Салихджановой. В этой главе рассматриваются блок-схемы и принципы действия отдельных узлов и блоков осциллополярографов, а также дается описание серийных отечественных и зарубежных специализированных приборов, в которых одним из режимов работы является осциллографический. Таким прибором является, например, отечественный полярограф ППТ-1. [c.3]

Общий принцип, который лежит в основе применения электрохимических методов для измерения скорости реакций в растворе, можно проиллюстрировать на примере полярографии. К ячейке, на катоде которой электрохимически восстанавливается некоторое вещество О О + ге К, прикладывают напряжение. Если эта электродная реакция быстрая, то ток в ячейке определяется скоростью, с которой восстанавливаемое вещество О диффундирует к катоду. Предположим, что О может участвовать в химическом равновесии типа А + В О, где А и В не восстанавливаются на катоде. Тогда О будет образовываться по прямой реакции и удаляться из раствора в результате электрохимического восстановления. Эти два процесса противоположны друг другу скорость прямой реакции влияет на поток О вблизи элек )о-да и, следовательно, может определять наблюдаемый ток. Уравнение диффузии, которая сопровождается реакцией, можно решить для идеальных условий, например для линейной или сферической диффузии в бесконечную глубину раствора реальные экспериментальные условия менее просты, но теоретические выражения для тока являются очень хорошими приближениями. (То н<е верно, конечно, когда электродная реакция является окислением.) Это лимитирование тока диффузией, которое связано с движением некоторого рода частиц к электроду, нужно, очевидно, отличать от лимитирования диффузией скорости реакции (гл. 1), когда реагирующие молекулы встречаются в результате диффузии и реагируют при каждом столкновении. [c.171]

Наибольшее внимание уделяется при этом физическому содержанию электрохимических явлений и современным взглядам на природу электрохимических процессов. Методика экСпериментиро-. вания, описание которой можно найти в руководствах к лабораторным занятиям по теоретической электрохимии, излагается лишь в тех случаях и в той мере, какая необходима для понимания сути рассматриваемых явлений или теоретических представлений. В соответствующих разделах книги излагается принципы электрохимических методов анализа и контроля производства. [c.3]

Применяют также методы электрообъемного анализа, при которых сохраняется обычный принцип объемных определений (см. выше), но момент окончания соответствующей реакции устанавливают либо путем измерения электропроводности раствора кондуктометрический метод), либо путем измерения потенциала того или иного электрода, погруженного в исследуемый раствор потенциометрический метод). К электрохимическим методам относится и так называемый полярографический метод. По этому методу о количестве определяемого элемента (иона) в исследуемом растворе судят по характеру вольт-амперной кривой (или поля-рограммы ), получаемой при электролизе исследуемого раствора, проводимом в особом приборе—полярографе. [c.14]

Как и электрохимические методы, црименяемые для защиты от коррозии внешним током, принципы конструирования оборудования из пассивщзущихся металлов в электрохимических производствах основаны на создании условий, при которых предотвращается смешение потенциала металла конструкции до значения потенциала активации. Это достигается за счет выбора металла с соответствующими электрохимическими характеристиками применения средств, цредотвращающих снижение потенциала анодной актавации металла (в условиях воздействия внешнего анодного тока) регулирования гесжетрических параметров конструкции в поле внешнего тока.Рас-смотрены практические меры осуществления указанных условий при конструировании металлического оборудования. [c.145]

К электрохимичским методам борьбы с коррозией относятся такие, в основе которых лежит принцип непосредственного воздействия на скорость протекания сопряженных катодных и анодных электродных реакций. Эффект электрохимических методов прежде всего выражается в изменении потенциала защищаемого металла. Изменение потенциала может быть вызвано катодной или анодной поляризацией, а также введением ингибиторов в среду. По этому признаку ингибиторы коррозии, вводимые в агрессивные растворы, можно классифицировать как электрохимический метод защиты. Однако обычно ингибиторы выделяют в особую группу методов, а к электрохимическим способам борьбы с коррозией относят катодную и анодную защиту. [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология