Перенапряжение омическое

Обычно для выяснения механизма и определения основных закономерностей процесса электроосаждения металлов изучают зависимость поляризации электрода от плотности тока. При этом экспериментально определяемое общее перенапряжение (т]общ) 171 можно разделить на пять частей, а именно на перенапряжение омическое (т] ), концентрационное (т1с), активационное (г]а), кристаллизационное ( Г]к) и ингибирующее (г ), т. е. [c.8]

Основным фактором, определяющим скорость коррозии многих металлов в деаэрированной воде или неокисляющих кислотах, является водородное перенапряжение на катодных участках металла. В соответствии с определением поляризации, водородное перенапряжение — это разность потенциалов между катодом, на котором выделяется водород, и водородным электродом, находящимся в равновесии в том же растворе, т. е. разность измер — (—0,059 pH). Таким образом, водородное перенапряжение измеряют точно так же, как и поляризацию. Обычно считают, что водородное перенапряжение включает лишь активационную поляризацию, соответственно реакции 2Н" - -На — ё, но часто полученные значения содержат еще и омическое перенапряжение, а иногда и концентрационную поляризацию. [c.56]

В практических условиях электрод сравнения не может быть проведен к границе двойного электрического слоя, он располагается иа значительном расстоянии от нее. Поэтому в измеряемую величину включается омическая составляющая разности потенциалов, которая возникает за пределом двойного электрического слоя и электродом сравнения. Это падение напряжения не является перенапряжением, оно не определяет ни характер, ни скорость электродных реакций на металле. Поэтому при измерениях, связанных с контролем минимальных и максимальных поляризационных потенциалов, падение потенциала за пределами двойного электрического слоя нужно исключать. Присутствие омической составляющей приводит во многих случаях к ошибочным заключениям относительно защищенности трубопровода. [c.129]

Импульсный гальваностатический метод. В этом методе при помощи специального электронного устройства — гальваностата — на электрод, который до этого находился в состоянии равновесия ( =0), подают импульс тока такой же формы, как импульс потенциала на рис. 82, а. В результате происходит смещение потенциала относительно его равновесного значения, которое обусловлено 1) омическим падением потенциала iR (1 — высота импульса тока, R — омическое сопротивление раствора) 2) перенапряжением стадии разряда — ионизации 3) концентрационной поляризацией 4) заряжением емкости двойного электрического слоя. Омическое падение потенциала можно скомпенсировать при помощи соответствующей измерительной схемы. Можно также в измеряемое без компенсации смещение потенциала внести поправку на iR, заранее определив сопротивление раствора. Для оставшейся части смещения потенциала справедливо уравнение [c.194]

Кроме омических потерь электроэнергии и потерь, связанных с перенапряжением, при электролизе могут быть потери, обусловленные побочными реакциями, в результате которых образуются ненужные вещества и уменьшается выход целевого продукта. Эффективность электролиза обычно характеризуют двумя величинами - выходом по току и долей эффективно использованной энергии. [c.228]

При выделении металлов может быть заторможена реакция кристаллизации, в результате чего возникает перенапряжение кристаллизации. Падение потенциала у электрода вследствие, например, образования слоя покрытия называют омической поляризацией. [c.100]

Необходимо, однако, отметить, что для некоторых электродов, например платинового, в щелочных растворах перенапряжение в зависимости от концентрации щелочи не подчиняется уравнению замедленного разряда. Поэтому возникла необходимость в экспериментальной проверке скорости процесса разряда, что и было осуществлено Б. В. Эршлером, П. И. Долиным и А. Н. Фрумкиным, которые показали, что в некоторых случаях удается подобрать такие условия, когда при измерении скорости суммарной электрохимической реакции можно непосредственно измерять скорость одного этапа реакции, например разряда иона с переходом его в адсорбированный атом. Для этого платиновый электрод в определенном интервале потенциалов покрывают адсорбированными атомами водорода количество этих атомов на единице поверхности платинового электрода зависит от потенциала электрода. По мере увеличения анодной поляризации количество их убывает. При потенциале на одну десятую вольта положительнее, чем потенциал обратимого водородного электрода, выделение молекулярного водорода практически прекращается таким образом, можно полагать, что по сравнению с другими процессами оно не играет существенной роли. Если теперь такому электроду сообщить через раствор некоторое количество электричества, то единственно возможной электродной реакцией становится реакция разряда ионов водорода с переходом их в адсорбированные атомы. Дальнейшие стадии — образование молекул водорода — здесь не могут протекать. Для определения скорости процесса разряда удобнее применять переменный ток различной частоты. В самом деле, если электрод включить в цепь переменного тока, то он будет вести себя подобно конденсатору, т. -в. электроду будет эквивалентна электрическая схема, в котором емкость с и омическое сопротивление R включены параллельно. [c.322]

Если причиной перенапряжения металлов является замедленность доставки материала к месту формирования кристалла, что ведет к возникновению дополнительного омического сопротивления в электролите, окружающем активные центры, то [c.331]

Напряжение тока при электролизе вещества превышает его теоретический потенциал разложения не только из-за перенапряжения на электродах, но и потому, что происходят затраты энергии на перемещение ионов к поверхности электродов, на преодоление омических сопротивлений самих электродов, на освобождение ионов от сольватных оболочек (в случае электролиза растворов). [c.253]

Из сказанного вытекает, что электроды ячейки до подключения внешнего источника напряжения образуют гальванический элемент с ЭДС Е (рис. 70, а). Внешний источник напряжения подключают навстречу ЭДС гальванического элемента. Напряжение и больше Е, поэтому оно не только компенсирует ЭДС, но и преодолевает все сопротивления в цепи и вызывает ток I Суммарное сопротивление ячейки складывается из сопротивления анода. д , катода и раствора (рис. 70, б). В сопротивление анода и сопротивление катода определенный вклад дают перенапряжения на этих электродах. Поэтому с изменением силы тока эти сопротивления тоже изменяются, т. е. они не имеют омического характера. Лишь сопротивление раствора является омическим сопротивлением. [c.276]

При использовании неполяризующегося вспомогательного электрода и электролизера с малым омическим сопротивлением ом при потенциостатическом методе можно обеспечить постоянство потенциала исследуемого электрода. Все методы измерения перенапряжений, основанные на том или ином возмущении системы, можно еще подразделить на стационарные и переходные. В стационарных методах соблюдается не только стационарность переноса заряда, но и постоянство структуры поверхности электрода и примыкающих к нему областей в течение опыта. Должны оставаться постоянными концентрационные градиенты в электроде и в электролите. На твердых электродах в течение опыта должна быть постоянной и микроструктура поверхности. Последнее условие трудно соблюдать при электроосаждении или ионизации металлов. По этой причине весьма часто пользуются переходными методами, в которых измерения занимают достаточно короткое время и микроструктуру электрода можно считать постоянной. [c.39]

Одноимпульсный гальваностатический метод основан на анализе зависимости потенциала электрода от времени. При этом наблюдают за прохождением через ячейку одиночного импульса тока прямоугольной формы, для чего регистрируется разность потенциалов или перенапряжение т). Их зависимость от времени позволяет установить кинетические параметры электродного процесса. Измерительную ячейку 2 используют как плечо моста. Если / 1// яч=/ э// 2, то омическое падение напряжения в ячейке компенсируется сопротивлением Яг и осциллограф будет регистрировать только г . Величина протекающего через ячейку тока определяется из сопротивления так как [c.45]

Электродные потенциалы в сумме с перенапряжением составляют поляризационное напряжение. При электролизе необходимо приложить напряжение для преодоления э. д. с. поляризации, омического сопротивления раствора и внешней цепи. [c.133]

Несомненный практический интерес представляет комбинированный метод получения водорода, включающий электролиз с образованием на катоде водорода, а на аноде — определенного химического продукта, подвергаемого в последующем термическому разложению. Анодный процесс в данном случае должен протекать при менее положительном потенциале, чем реакция выделения кислорода. Проведение процесса по комбинированному методу позволяет снизить напряжение и расход электроэнергии в основном за счет уменьшения теоретического напряжения разложения, а в некоторых случаях и за счет снижения перенапряжения выделения водорода и омического падения напряжения. [c.42]

Если можно пренебречь омическим сопротивлением электролита в порах электрода и известно, что скорость электродного процесса определяется перенапряжением перехода и концентрационной поляризацией, получают выражение, аналогичное (б). Но скорость затухания процесса по толщине электрода зависит уже от характерной длины диффузионного процесса [c.56]

Различаются три вида перенапряжения активационное, концентрационное (или диффузионное) и омическое. [c.24]

Омическое перенапряжение. Оно возникает на электроде из-за падения напряжения iR на сопротивлениях раствора [c.26]

Если процесс протекает при большой скорости подвода кислорода и при небольших плотностях тока, т. е. если не достигается предельный диффузионный ток, то величина коррозионного тока, а следовательно, и скорость коррозии будут определяться перенапряжением ионизации кислорода на данном металле. В этом случае, когда скорость подвода кислорода к катоду ограниченна и значение тока близко к предельному диффузионному току, материал катодов и даже омическое сопротивление коррозионной пары не имеют существенного значения. Коррозионный ток определяется только площадью катодов и конфигурацией катодной поверхности [4]. [c.12]

Следует заметить, что эквивалентные схемы, учитывающие все особенности электрохимических процессов, достаточно сложны. Они рассмотрены в последующих главах. На практике часто достаточно применения упрощенной схемы, в которой с помощью резисторов моделируются активные составляющие импеданса ячейки, а с помощью конденсаторов - реактивные (емкостные) составляющие этого импеданса (рис. 3.4). При этом электрод представляют как конденсатор с емкостью Сэ и как сопротивление Последнее не равно омическому сопротивлению, а зависит от потенциала и включает в себя все виды сопротивлений, соответствующих явлениям перенапряжения на электроде. Сопротивление Rv характеризует омическое сопротивление раствора в ячейке, а емкость Су - емкость конденсатора, образуемого электродами и раствором, находящимся между ними. [c.79]

Как уже отмечалось выше, в основе методов электрохимического анализа лежат явления или процессы, происходящие на электродах или в приэлектродном пространстве на границе соприкосновения фаз. Теоретически их относят к физической электрохимии, точнее к трем ее областям термодинамике, кинетике электродных процессов и теории процессов переноса. Свойства растворов электролитов, их зависимость от состава, температуры и давления рассматриваются в рамках термодинамики. Она позволяет описывать равновесия реакций и равновесные потенциалы электрохимических систем. С помощью термодинамики удобно также выражать движущие силы в случае необратимых процессов. С кинетикой электродных процессов мы встречаемся при отклонениях от равновесных условий и поверхностных перенапряжениях, необходимых для протекания электродных реакций с заметными скоростями. Не менее важны неравновесности, связанные с процессами переноса в растворах. Это видно на таких примерах, как омические потери в средах с низкой электропроводностью или ограничение скорости переноса вещества к электроду и продуктов реакции от электрода. [c.102]

Термин поляризация и его различные производные, такие как поляризованный, поляризуемый и неполяризуемый электроды, используется независимо от того, какая причина обусловливает отклонение Е от , =о- Возникновение поляризации может быть связано с химическими или физическими изменениями электродов, вызванными прохождением через них тока, с замедленной скоростью переноса вещества к электроду, медленным внедрением ионов в кристаллическую решетку или с медленным выводом их из нее. Имеются и другие причины поляризации, например, замедленный перенос заряда или низкая скорость химической реакции, предшествующей его переносу. Величина поляризации зависит также от омического сопротивления раствора и сопротивления внутри диффузионного слоя. Поляризацию можно измерить, и она не зависит от природы потенциала ,=о, который не обязательно должен быть равновесным. Если ,=0 равен равновесному значению потенциала Е и обусловлен установлением на электроде равновесия типа Ох + ие Red, то в этом случае поляризация называется перенапряжением (т]) [c.134]

Следует заметить, что понятие перенапряжения сопротивления, введенное для характеристики омических потерь, по существу, [c.135]

До введения деления перенапряжения на перенапряжения перехода, реакции и кристаллизации <>9 до предложению Боудена и Эйгара 2 применялись понятия активационного, концентрационного и омического перенапряжений. Омическое перенапряжение будет рассмотрено в следующих 86—89 как омическая поляризация. [c.409]

Фактический расход энергии зависит от напряжения Vф, приложенного к электролизеру, которое много больше теоретического из-за явлений поляризации электродов, перенапряжения и омического сопротивления электролита,. электродов, диафрагмы, то-коподводов и др. Напряжение, приложенное к электролизеру, определяется по формуле [c.79]

Фактическое напряжение Уфакт на электролизере больше теоретического из-за поляризации и перенапряжения, а также омических сопротивлений электролита и токоподводов. Фактическое напряжение рассчитывают по формуле [c.225]

Пример 2. Определить степень использования электроэнергии при электролизе раствора хлорида натрия, если концентрация раствора Na l равна 310 г/л, перенапряжение выделения хлора 0,192 В, водорода — 0,210 В суммарные омические потери, вклЮ чая диафрагму, составляют 1,051 В. Выход по току 0,96. [c.226]

На электродах 1 и 2 возникают поляризационные сопротивления и 2, отличающиеся от омического сопротивления, поскольку зависят от потенциала и включают в себя сопротивления, соответствующие всем видам перенапряжений. Кроме того, электроды можно представить (исходя из теории электрохимического двойного слоя) как конденсаторы с емкостью Сг и Сг. Поверхности Р этих конденсаторов равны поверхностям электродов, расстояние между пластинами конденсаторов й составляет 10 см (порядка диаметров молекул). Параллельно конденсаторам С и Сг включены сопротивления и Яя. Рис. Д.90. Эквивалентная схема из- Эти системы разделены рас-иерительной ячейки для электрохи- твором электролита с ОМИче-мических методов анализа. [c.278]

Значительный эффект снижения напряжения на электрохимической стадии получения водорол.а может быть достигнут в комбинированных системах, включа ощих электролиз с образованием на катоде водорода, а на аноде какого-либо химического продукта, подвергаемого на втсрой ступени термическому разложению. Анодная реакция должна протекать при менее положительном потенциале, чем реакция выделения кислорода. Снижение напряжения и расхода электроэнергии в этом случае достигается за счет уменьшения теоретического напряжения разложения, а в некоторых случаях, очевидно, и вследствие меньшего перенапряжения выделения водорода и омического падения напряжения по сравнению с условиями при электролизе щелочных растворов. [c.140]

Обычно степень затруднения протекания электрохимического процесса выражается перенапряжением или поляризацией т). При этом экспериментально определяемое общее катодное перенапряжение т)общ в процессе электроосаждения можно условно разделить на несколько составных частей омическое перенапряжение т]ом, концентрационное перенапряжение т]конц, активационное перенапряжение, или перенапряжение перехода, т п, химическое перенапряжение т)хим, кристаллизационное перенапряжение Т1крист [c.236]

Таким образом, определение потенциала Um-frei и в случае гомогенных электродов по формулам (3.11) и (3.14) и в случае гетерогенных электродов по формуле (3.19) дает результаты, не зависящие от плотности тока /з, т. е. одинаковые для опыта с выключением и для опыта с переключением. Однако способ переключения оказывается более выгодным, когда постоянная времени Тр слишком мала и поэтому исчезают потенциалы электрохимической поляризации (которые нельзя считать пренебрежимо малымп) вместе с омическим падением напря. жения. Это возможно при активационной поляризации, но не при концентрационной поляризации (см. раздел 2.2.3.2). Выше для упрощения принималось, что Гр не зависит от J. Судя по формуле (2.35) и по рис. 2.4, это не так. Для активационной поляризации из выражения (2.35) с подстановкой Ga- oo и Gk- oo для больших катодных перенапряжений (когда ехрг /Р+ 0) можно вывести отношение разностей [c.90]

Там, где присутствует электрохимический элемент, омическое перенапряжение уменьшает значение максимального тока, создаваемого замкнутым элементом. Например, в элементе Даниеля, если концентрация ионов Си + и 2п + поддерживается равномерной, тах снижается по мере уменьшения концентрации благодаря возрастанию сопротивления растворов, хотя обратимая ЭДС элемента будет неизменной. При катодной защите стали в морской воде ток между анодом и сталью уменьшается с течением времени в результате образования известкового осадка (смеси СаСОз и Mg(0H)2) на поверхности стали. Если использовать алюминий в качестве протектора, на его поверхности может образоваться пленка АЬОз Н2О, и ток уменьшится до значения, недостаточного для зашиты стали. Очевидно, что такие факторы, как неоднородность металлического покрытия и (или) образование пленок или осадка продуктов коррозии, могут значительно уменьшить гальванический ток, проходящий между двумя металлами. [c.27]