Потенциал в электрохимических ячейка

Рис. 102. Зависимость среднего тока (а) и напряжения на электрохимической ячейке (б) от потенциала капельного электрода при полярографическом максимуме 1-го рода

Измерительная ячейка и электроды. Для измерения потенциалов используют электрохимическую ячейку, схема которой приведена на рис. 10.4. Ячейка снабжена платиновым электродом, солевым мостиком, соединяющим раствор в ячейке с каломельным электродом, а также стеклянным и хлорсеребря-ным электродами для измерения pH. Штсисельными разъемами электроды соединены с высокоомным потенциометром и рН-метром, К выходам рН-метра можно подключить автоматический потенциометр КСП-4 и вести запись зависимости потенциал — время. [c.209]

Наиболее точным методом измерения емкости двойного слоя является метод импедансного моста, который уже был описан в 2.2 при рассмотрении кондуктометрии. Однако при измерении емкости двойного слоя и ее зависимости от потенциала необходимо подключить также цепь поляризации электрода постоянным током. Как правило, при этих измерениях используют трехэлектродные ячейки. Принципиальная схема установки для измерения импеданса электрохимической ячейки с использованием импедансного моста приведена на рис. 3.18. [c.168]

На рис. 2.18 представлена полярографическая волна. При низких значениях потенциала (участок А), величина которого не достаточна для того, чтобы на рабочем микроэлектроде происходила электрохимическая реакция, через ячейку проходит очень незначительный остаточный ток, обусловленный, прежде всего, током заряжения двойного электрического слоя и присутствием в растворе электрохимически более активных, чем анализируемое вещество, примесей. При увеличении потенциала электрохимически активное вещество (называемое деполяризатором) вступает в электрохимическую реакцию на электроде и ток в результате этого резко возрастает (участок В). Это так называемый фарадеевский ток. С ростом потенциала ток возрастает до некоторого предельного значения, оставаясь затем постоянным (участок С). Предельный ток обусловлен тем, что в данной области потенциалов практически весь деполяризатор из приэлектродного слоя исчерпан в результате электрохимической реакции, а обедненный слой обогащается за счет диффузии деполяризатора из объема раствора. Скорость диффузии в этих условиях контролирует скорость электрохимического процесса в целом. Такой ток называют предельным диффузионным. Для того чтобы исключить электростатическое перемещение деполяризатора (миграцию) в поле электродов и понизить сопротивление в ячейке, измерения проводят в присутствии большого избытка сильного электролита, называемого фоном. Являясь электрохимически индифферентным, вещество фонового раствора может вступать в химические реакции (часто это реакции комплексообразования) с определяемым веществом. Иногда фоновый электролит одновременно играет роль буферного раствора. Например, при полярографическом определении ионов 0(1 +, Си +, N +1 o + в качестве фона используют аммиачный буфер- [c.139]

Значения потенциалов между жидкими фазами неизвестны. Единственный способ, позволяющий их компенсировать, заключается в измерении потенциала электрохимической ячейки, содержащей раствор с известной концентрацией ионов серебра, ионная сила которого сравнима с ионной силой анализируемого раствора. Полученные при помощи такой ячейки результаты используют для построения калибровочного графика в координатах эл — концентрация ионов серебра. [c.418]

Это последнее условие можно реализовать приближенно, опираясь на анализ значений нормального потенциала электрохимической ячейки различных газовых реакций (табл. 9.4). [c.707]

На рис. 14-1 изображена электрохимическая ячейка. Она представляет собой источник электрической энергии, возникающей вследствие того, что реагирующие вещества участвуют в переносе электронов и тем самым способствуют достижению состояния равновесия. Потенциал, устанавливающийся между цинковым и медным электродами, служит мерой движущей силы реакции и его легко измерить подходящим измерительным прибором V, включенным в цепь, как показано на рисунке. Мы увидим, что потенциал электрохимической ячейки непосредственно определяется константой равновесия данного окислительно-восстановительного процесса, а также степенью отличия концентраций реагирующих частиц от равновесных величин. Измерение потенциалов — важный источник получения данных для расчета констант равновесия окислительно-восстановительных реакций. Желательно поэтому изучить более подробно устройство и поведение электрохимических ячеек, а также способы измерения возникающих в них потенциалов. [c.323]

Образование двойного электрического слоя происходит на паверхности раздела разнородных фаз. Сумма всех скачков потенциала в электрической цепи электрохимической ячейки (включая скачки потенциала между разными металлами) равна э. д. с. ячейки. В отличие от скачка потенциала между раз-личны ми, фазами э. д. с. ячейки может быть измерена, напри- [c.322]

Аналогичный метод многократных добавок был разработан для определения фторида в модельных растворах и реальных препаратах, содержащих соли магния или бария и лимонную кислоту (табл. 4.2). Для сравнения вариантов метода добавок по экспериментальным данным рассчитывали методом одной добавки значение Сх и методом многократных добавок с применением ЭВМ — значения крутизны электродной функции S, сумму нормального и диффузионного потенциалов Eq и концентрацию фторида Сх (для удобства Сх выражена в единицах объема добавляемого раствора NaF). Сравнение значений погрешности результатов анализа, найденных двумя этими методами, указывает на несомненное преимущество второго метода анализа, погрешность которого практически во всех случаях ниже погрешности метода одной добавки. Несколько различаются также значения Eq и S, найденные в двух вариантах метода добавок, что связано со снижением погрешности за счет усреднения потенциала электрохимической ячейки и учета флуктуаций значений Е и S. Расчет значений Ец и Сх проводили по приведенной ниже программе, составленной на языке БЕЙСИК (табл. 4.3 и 4.4). [c.78]

Поляризационные диаграммы называемые иногда диаграммами Эванса,—это графики зависимости потенциала от логарифма тока или плотности тока. Впервые они были предложены У. Р. Эвансом из Кембриджского университета (Англия), который продемонстрировал полезность таких диаграмм для предсказания коррозионного поведения металлов [8]. Для получения поляризационной диаграммы берут исследуемый электрод ( рабочий электрод), электрод сравнения и вспомогательный электрод, обычно платиновый. Изображение электрохимической ячейки вместимостью 1 л, которая широко используется в коррозионных лабораториях, представлено на рис. 4.6. В ячейку помещен барботер для деаэрации раствора или насыщения его газом. [c.59]

Если через электрохимическую ячейку, собранную так же, как описано выше, пропускать ток постоянной силы, стабилизировав его каким-либо внешним устройством (описание см. ниже), потенциал рабочего электрода начнет весьма быстро смещаться в зависимости от его полярности в более положительную (в более отрицательную) сторону до тех пор, пока не достигнет значения, при котором возможно протекание той или иной электродной реакции. В аналитической практике состав раствора подбирают, чтобы эта реакция отвечала электролизу анализируемого вещества. [c.255]

Если система находится в равновесии, то ток во внешней цепи не протекает. Протекание тока в электрохимической ячейке вызывает смещение потенциала ф от его равновесного значения <Рр. Отклонение потенциала от равновесного при протекании тока называют перенапряжением Т1 = ф—фр. Электроды, на которых наблюдается высокое перенапряжение уже при небольших плотностях тока, называют поляризуемыми электроды же, перенапряжение которых невелико даже при больших плотностях тока, называют неполяризуемыми. Вещество, которое окисляется или восстанавливается на электроде (причем в отсутствие этого вещества на электроде должен протекать процесс с более высоким перенапряжением), иногда называют деполяризатором. [c.335]

Чтобы определить лимитирующую стадию, сравнивают закономерности исследуемого электродного процесса с закономерностями, характерными для различных стадий. При этом для измерения поляризации используют трехэлектродную электрохимическую ячейку (см. рис. 49), позволяющую определить изменение отдельного гальвани-потенциала, а скорость электродного процесса измеряют при помощи приборов, фиксирующих электрический ток. После определения лимитирующей стадии, соответствующим образом изменяя условия электродного процесса, можно изменить его скорость в нужном направлении. Данная стадия оказывается лимитирующей лишь в определенных условиях, и изменение этих условий (например, изменение поляризации) может привести к смене лимитирующей стадии. После этого варьирование параметра, от которого сильно зависела скорость электродного процесса, может перестать оказывать на нее заметное влияние. [c.171]

В электрохимическую ячейку вводят стержень магнитной мешалки и фоновый раствор, подсоединяют электроды к соответствующим клеммам потенциостата, включают магнитную мешалку. На источнике начального напряжения блока БЗН потенциостата устанавливают выбранный потенциал рабочего электрода, проводят предэлектролиз фонового раствора 15 мин и продолжают анализ как описано в работе 1. [c.179]

Если электрод находится при равновесном потенциале р, то ток в цепи равен нулю. При смещении потенциала электрода относительно равновесного значения на величину АЕ начинается направленный переход электронов или ионов через границу фаз и 1 0. Справедливо и обратное при прохождении через электрод тока / потенциал его отклоняется от равновесного значения на величину АЕ. Сдвиг потенциала АЕ=Е—Е при прохождении тока через электрод называется поляризацией электрода. Изучение кинетики электродного процесса состоит прежде всего в установлении связи между поляризацией электрода АЕ и скоростью электрохимической реакции . Для измерения этой зависимости обычно используют трехэлектродную электрохимическую ячейку (рис. 80). Ячейка изготовляется из стекла [c.143]

Схема установки для измерения осциллографических полярограмм показана на рис. 111. Она включает генератор пилообразных импульсов напряжения Г, при помощи которого потенциал электрода можно изменять в соответствии с уравнением (41.1). Последовательно с электрохимической ячейкой ЭЯ включено эталонное сопротивление R. Падение напряжения на этом сопротивлении, пропорциональное току /осц, через усилитель поступает на вертикальные пластины осциллографа О. Осциллограф работает в режиме ждущей развертки, т. е. движение электронного луча начинается одновременно с началом изменения потенциала, что обеспечивается связью между осциллографом и генератором импульсов. Если используется капельный ртутный электрод, то в схему включается еще и синхронизатор СХ, при помощи которого развертка потенциала подается на ячейку в заданный момент жизни капли. Время развертки подбирается таким, чтобы поверхность капли в течение импульса существенно не изменилась. Поэтому обычно осциллографическая полярограмма измеряется за доли секунды. При помощи описанной установки определяют зависимость тока от вре- [c.219]

Вольтамперометрия. Термин вольтамперометрия появился в электрохимических измерениях в 40-х годах XX в. Он объединяет методы исследования зависимости тока поляризации от напряжения поляризации, накладываемого на исследуемую электрохимическую ячейку, когда рабочий электрод имеет потенциал, значительно отличающийся от его равновесного значения. [c.5]

Электрохимическая ячейка с импедансом 2з включается в одно из плечей моста. В смежном плече находятся последовательно соединенные магазины емкости и сопротивления, общее сопротивление которых переменному току равно 2 . В два других плеча моста включены эталонные элементы (обычно омические сопротивления). Синусоидальное напряжение в методе импедансного моста задается генератором переменного тока Г), а средний потенциал рабочего электрода ср —схемой постоянного тока (потенциостатом). Таким образом, в описанной схеме [c.168]

Принципиальная схема этого метода приведена на рис. УП.17. Монохроматический свет от источника И проходит через поляризатор П, а затем через кварцевое окошко в электрохимической ячейке попадает на рабочий электрод 1. При помощи потенциостата Пс, соединенного с генератором переменного тока Г, потенциал рабочего электрода изменяется в соответствии с уравнением (Vn.29). Частота переменного тока to обычно составляет 1—2 кГц. Отраженный от электро-да свет, интенсивность которого содержит постоянную Ro и переменную AR составляющие, подается на фотоэлектронный умножитель ФЭУ. Выходящий на ФЭУ электрический сигнал поступает в два параллельно включенных усилителя V .Ro и Ус. АТ . [c.183]

В общем случае электрохимическая ячейка в цепи переменного тока может быть представлена эквивалентной электрохимической схемой, состоящей из параллельно соединенных конденсатора и сопротивления. Емкость первого зависит от структуры двойного слоя, а величина сопротивления определяется электрохимическими реакциями. Обе эти характеристики зависят от потенциала электрода. Однако если [c.227]

Работающие с потенциостатами электрохимические ячейки обычно имеют трехэлектродную систему, состоящую из исследуемого электрода, электрода сравнения, по отношению к которому измеряется потенциал исследуемого электрода, и вспомогательного электрода, образующего с поляризуемым электродом цепь, через которую проходит ток поляризации. Схема, поясняющая принцип действия потенциостата, приведена на рис. 30. На один вход усилителя подается задающее напряжение, а на другой — разность потенциалов между электродом сравнения и исследуемым электродом. Поданные напряжения в усилителе сравниваются, и полученная разность определяет величину тока усилителя, поляри- [c.56]

Исследуемый электрод извлекают из электрохимической ячейки, зачищают тонкой наждачной бумагой, обезжиривают растворителем, вновь вставляют в ячейку и выдерживают до установленного значения стационарного потенциала. После этого снимают анодную поляризационную кривую, сдвигая потенциал в сторону положительных значений до +0,4 В, регистрируя через 20 мВ значения возникающего тока. [c.69]

Анализ основан на зависимости вольт-амперной характеристики гальванического элемента (электрохимической ячейки) от концентрации определяемого компонента в газовой смеси, находящейся в динамическом равновесии с электрохимической системой ячейки и определяющей значение окислительно-восстановн-тельного потенциала раствора электролита и течение электродных процессов. На этой зависимости базируются две группы методов определения концентрации компонентов смесей газов и паров 1) с приложением внешнего поляризующего напряжения к электродам ячейки и 2) без него (с внутренним электролизом). [c.612]

СОСТОИТ из 4-х взаимосвязанных блоков, работающих в комплексе с электрохимической ячейкой, самопишущим прибором — потенциометром и миллиамперметром. Схема приведена на рис. 2.39. БЗН — блок задающих напряжений—вырабатывает задающие начальные постоянные напряжения, БУ —блок усиления— обеспечивает необходимое напряжение и ток поляризации рабочего электрода, БП-1-25 — блок питания, БВВ — блок высокоомного вольтметра — обеспечивает возможность регистрации потенциала рабочего электрода. КСП-4 — электронный автоматический самопишущий потенциометр — предназначен для регистрации тока поляризации или потенциала рабочего электрода. Электромагнитный стабилизатор напряжения предназна - [c.176]

Измерить потенциал изолированного электрода ( равн) практически невозможно. Поэтому необходимо составить электрохимическую ячейку из двух полуэлементов, между которыми при определенных условиях возникает разность потенциалов (не следует путать разность потенциалов между двумя полуэлемен-тами с разностью потенциала на поверхности раздела электрод раствор). Электрохимической ячейкой называется элемент, в котором либо химическая энергия превращается в электричес- ую, либо электрическая в химическую. Для превращения хими- [c.124]

Примечание. Вертикальные линии в схематически изображенных электрохимических ячейках представляют собой поверхность раздела двух фаз, где имеет место возникновение скачка потенциала. Если при расчетах э.д.с. элемента учитываются разности потенциала на этих границах, то они обозначаются одними вертикальными линиями. Если же ставятся двойные линии, то разность потенциала на этой границе в общей э.д.с. элемента не принимается в расчет. Обычно это может быть на поверхности раздела двух жидких фаз (диффузионный потенциал), где, однако, можно создать гакие условия, чтобы скачок потенциала был пренебрежительно мал по сравнению с общей величиной э.д.с. элемента, вызванной в основном скачками по- тенциала на поверхности раздела жидкой и твердой фаз. Для этой цели чаще всего применяются электролитические ключи (мостики из стеклянной трубки, заполненные раствором электролита, ионы которого имеют практически одинаковую подвижность, например хлорид калия), с помощью которых контактируют две жидкие фазы. [c.133]

Это можно представить себе более наглядно, введя понятие диффузионного потенциала. Рассмотрим границу растворов соляной кислоты различной концентрации, залитых в полуэлемен-ты электрохимической ячейки. Химический потенциал разбавленного раствора ниже, чем потенциал граничашего с ним концентрированного раствора. Поэтому ионы водорода и хлора из концентрированного раствора под действием разности химических потенциалов диффундируют в более разбавленный раствор (химический потенциал этих ионов примерно одинаков). Однако-подвижность ионов водорода более высокая, чем подвижность ионов хлора. Ионы водорода как бы спешат и создают в более разбавленном растворе избыток положительных зарядов,, т. е. электрическое поле. Это поле выравнивает скорость переноса ионов, ионы водорода тормозятся этим полем, а движение хлорид-ионов ускоряется. [c.319]

Выполнение экспериментальных работ в электрохимическом практикуме, как, впрочем, и в научных исследованиях, связано с использованием большого комплекса аппаратуры для измерений тока, протекающего через электрохимическую ячейку, потенциала и заряда электрода, составляющих электродного импеданса и т. д. Для этих целей у нас в стране и за рубежом выпускаются специальные приборы потен-циостаты, гальваностаты, высокоомные вольтметры, кулонометры, мосты переменного тока, автоматизированные системы для проведения электрохимических и коррозионных намерений, В последние годы все шире используется импульсная техника в сочетании с аналого-цифровыми преобразователями и электронно-вычислительными ма-1иинами. [c.38]

Возможности метода ЭПР с внутренним ЭХГ в значительной мере определяются конструкцией ячейки, рабочая часть которой имеет цилиндрическую или плоскую форму с расстоянием между стенками 2—3 мм. При этом ячейка должна обеспечивать равномерность магнитного поля, четкий контроль потенциала рабочего электрода по трехэлектродной системе, минимум омического падения потенциала, сравнительно высокое значение тока генерации радикальных частиц, возможность освобождения раствора от парамагнитных молекул кислорода. С. Брукенстайном и сотр. описана конструкция электрохимической ячейки с кооксиальными электродами — катодом в виде спирали из золотой проволоки и анодом в виде платинового цилиндра (рис. 6.16), позволяющая, по мнению авторов, повысить чувствительность метода на несколь- [c.226]

Электродный потенциал В этом случае металл будет заряжаться положи-.металла может быть тельно. Разность потенциалов между пластиной ме-положительным и И1 талла и раствором зависит от природы металла и отрицательным концентрации ионов, участвуюпгих в равновесии у поверхности металла. Цинк приобретает более положительный потенциал, чем медь, так как более склонен к растворению-переходу в ионное состояние, чем к осаждению в виде металла. Два металла — цинк и медь, погруженные в раствор их ионов, могут быть соединены так, как это показано на рис. 13.1, образуя электрохимическую ячейку. Растворы сульфатов цинка и меди (И) разделены пористой перегородкой. Металлические пластины — это электроды ячейки, соединенные через вольтметр. Поскольку на электродах протекают реакции [c.305]

Поляризационные исследования проводят на потенциостате П-5848 при поддержании постоянного потенциала (потенциостатичес-кий режим) в электрохимической ячейке ЯЭС-2. [c.69]

У образца из исследуемой стали замеряют рабочую поверхность. с точностьЮдо О,1 мм, зачищают ее тонко наждачной бумагой, обезжиривают растворителем и вставляют образец в электрохимическую ячейку ЯЭС-2 с агрессивной средой до соприкосновения с капилляром Лугина. Выдерживают образец без поляризации в течение 5-10 минут до установления стационарного потенциала и снимают катодную поляризационную кривую. Для этого сдвигают потенциал в сторону отрицательных значений на 20 мВ и записывают значение тока. Затем сдвигают потенциал еще на 20 мВ и снова регистрируют возникающий ток. Таким образом проводятся 20 замеров, т. е. сдвигают потенциал от стационарного значения на 0,4 В. Сняв катодную кривую, отключают поляризующий потенциал. [c.69]

Электрохимическую ячейку для снятия кривых объемом не менее 2 л полностью заполняют исследуемой пластовой водой, после чего промывают ячейки 2—3-кратным объемом этой воды. СКПК снимают с фиксированием установившихся значений электродного потенциала при различных значениях плотности поляризующего тока. Установившееся значение потенциала определяют измерениями потенциала через каждый час поляризации в первые сутки, а в дальнейшем измерения проводят не реже, чем 2 раза в сутки. Независимо от динамики электродного потенциала в начальной фазе поляризации продолжительность поляризации при каждом значении плотности тока должна составлять не менее двух суток. Рекомендуемые значения задаваемых плотностей тока при сероводородной коррозии 5, 20, 50 и 100 мА/м . [c.134]

IV (сталь Х60, Маниесманн ), с помощью электрохимической ячейки в карбонат-бикарбонатной среде. Результаты исследований приведены на рис. 1.20. В момент подведения электрохимической ячейки к поверхности образца электродный потенциал принимал значение 0,0 В (ХСЭ), что свидетельствовало о пассивном состоянии металла берегов трещины. Затем, в течение 5 с, его значение изменялось до величины минус 0,32 В(ХСЭ) вследствие разблагороживания поверхности металла. Причем такую же величину имел и электродный потенциал этой же стали на ювенильной поверхности. Полученные данные свидетельствуют о пассивации стали в растворах солей угольной кислоты и слабой защитной способности обезвоженных карбонатных пленок. [c.31]

Для более углубленного исследования механизма развития коррозионных язв, ЯВЛЯЮП1ИХСЯ, по мнению многих исследователей, источником зарождения трещин [25], было проведено изучение образования язв на плоских образцах из стали 17Г1С, частично покрытых пленочной изоляцией, в условиях одноосного нагружения величиной 0,9 ат в карбонат-бикарбонатной среде (1н. Ма СОз + 1н. ЫаНСОз). Время экспозиции составляло 2000 ч, а величина наложенного потенциала - минус 1,0 В (ХСЭ). Температура в электрохимической ячейке изменялась по режиму 60-50 °С - 12 ч, 20 °С - 12 ч. Через 100 ч экспозиции на свободной от изолирующей пленки поверхности было обнаружено равномерное подтравливание стали, аналогичное наблюдаемому в очаговых зонах разрушения магистральных газопроводов по причине КР, а через 1000 ч - глубокие язвы (рис. 2.4). При этом под отслоившейся изоляцией наблюдалось подтравливание стали, аналогичное наблюдаемому при 100-часовой экспозиции. Во всех случаях травление стали происходило вдоль текстуры прокатки. Внутри коррозионных язв обнаружены отложения солей угольной кислоты белого цвета. При дальнейшей экспозиции область язвенной коррозии покрывалась черной [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология