Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Электроды реакции на поверхности

    Проведение измерений на твердом электроде с неизменяемой продуктами реакции поверхностью позволяет получить на экране осциллографа стабильную поляризационную кривую. [c.289]

    Если лимитирующими стадиями электродного процесса являются доставка реагентов к поверхности электрода и отвод продуктов реакции путем диффузии, то происходит изменение концентрации раствора электролита или самого электрода у поверхности раздела фаз по сравнению с концентрацией веществ внутри объема фаз. В таком случае поляризация называется концентрационной, а перенапряжение — диффузионным. При замедленности других стадий электродного процесса рассматривают перенапряжение этих стадий. [c.328]


    Среди окислительно-восстановительных электродов выделяют газовые электроды. Газовый электрод состоит из инертного металла (часто платины или платинированной платины), к которому подводится электрохимически активный газ. Молекулы газа адсорбируются на поверхности металла, распадаясь при этом на атомы, а адсорбированные атомы участвуют уже непосредственно в электродной реакции. Поскольку между молекулами газовой фазы и адсорбированными атомами устанавливается равновесие, то при записи электродного равновесия промежуточное адсорбционное состояние часто опускают. Примером газового электрода, обратимого по катиону, является водородный электрод, на поверхности которого устанавливается равновесие  [c.134]

    Сравнивая величину перенапряжения на различных твердых катодах, нужно иметь в виду, что т] зависит от плотности тока. к, которую обычно находят как частное от деления наблюдаемой при электролизе силы тока на измеренную поверхность электрода. Но поверхность твердых тел не бывает совершенно гладкой и непосредственно измеренная величина ее не соответ ствует истинной поверхности. Для большинства твердых металлов поверхность, на которой протекает электродная реакция, в несколько раз больше, чем измеренная, т. е. действительная плотность тока в соответствующее число раз меньше. Эту особенность нужно иметь в виду при оценке величины водородного перенапряжения. Фактическое перенапряжение на твердых электродах больше, чем измеренное. Как было установлено в 1905 г. Тафелем, зависимость перенапряжения от плотности тока при до- [c.298]

    Механизм действия ПАВ посредством экранирования или блокирования поверхности предполагает, что добавка механически изолирует часть поверхности электрода. Блокированная поверхность при этом не участвует в электродной реакции. Подобное явление было экспериментально обнаружено при изучении адсорбции жирных спиртов на амальгамах цинка. Если вещество адсорбируется очень прочно (хемосорбция), то разряд ионов возможен в порах адсорбционного слоя. При этом добавка нередко включается в катодный осадок. [c.375]

    В гальванических элементах могут реализоваться два принципиально различных типа электрохимических редокс-взаимодействий. В первом случае сами электроды участвуют в окислительно-восстановительной реакции, как, например, в элементе Даниэля—Якоби. Гальванические цепи такого типа можно назвать редокс-цепями с расходуемыми или активными электродами. Во втором случае вещество электродов инертно по отношению к реакции, протекающей в растворе. Рассмотрим элемент, схема которого приведена на рис. 84. В отличие от элемента Даниэля—Якоби здесь электроды не участвуют во взаимодействии, а являются лишь передатчиками электронов между ионами, находящимися в растворах. Левый полуэлемент представляет собой раствор, состоящий из смеси солей и Sn , в который погружен платиновый электрод. На поверхности электрода устанавливается равновесие Sn + 2е" Sn , которое и определяет потенциал [c.179]


    Основной причиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металла в данном электролите, величина которой определяется величиной стандартного электродного потенциала. Как правило, чем более отрицательное значение потенциала, тем менее термодинамически устойчив данный металл. Поскольку экспериментально и теоретически до сих пор не удается установить абсолютные значения потенциалов, то их определяют по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого условно принимается равным нулю во всех средах и при всех температурах. Электродвижущую силу гальванического элемента, состоящего из стандартного водородного электрода и исследуемого электрода в растворе электролита, называют электродным потенциалом. Помимо водородного электрода, в качестве электродов сравнения могут быть использованы другие электроды, на поверхности которых в растворе протекают обратимые электрохимические реакции с постоянным значением электродного потенциала по отношению к водородному электроду (кислородный, каломельный, хлоросеребряный, медно-сульфатный и др.). [c.15]

    На поверхности сурьмяного электрода имеется тонкий слой оксидной пленки, который находится в равновесии с ионами гидроксида в растворе электролита. Возникновение потенциала обусловлено протеканием на электроде реакции с участием оксида сурьмы  [c.112]

    Емкость двойного слоя образуется в основном катионами фонового электролита и заряженной поверхностью электрода. Ртутные и амальгамированные электроды обладают абсолютно гладкой поверхностью, а для твердых электродов различают поверхность видимую, которая определяется геометрическими размерами электрода, и истинную, которая включает площадь всех микронеровностей поверхности электрода. Ток электрохимической реакции прямо пропорционален видимой, а емкостный ток — истинной площади поверхности электрода. На величину емкостного тока влияют также адсорбция некоторых анионов фонового электролита и поверхностно-активные вещества. [c.130]

    Различие между двумя типами адсорбции сказывается и при рассмотрении поляризационных кривых. Можно было бы подумать, что процессы, сопровождаемые хемосорбцией, легче анализировать, чем процессы, сопровождаемые физической адсорбцией, так как в первом случае параметры изотермы адсорбции не зависят от электрических переменных. Однако на практике дело обстоит не так, ибо хемосорбция обычно наблюдается на твердых электродах, свойства поверхности которых известны пока плохо трудности, возникающие из-за этого обстоятельства, перекрывают удобства, связанные с упрощениями. Кроме того, процессы, связанные с хемосорбцией, например выделение водорода или кислорода, часто представляют собой сложные реакции. В этой связи примечательно, что до сих пор еще нет полного согласия относительно механизма разряда иона водорода на различных металлах, хотя интенсивные работы проводятся уже более полувека. Далее возникают трудности, связанные со специфической адсорбцией ионов и иногда с неожиданным уча- стием ионов в электродных реакциях (см., например, раздел 5, а, процесс выделения кислорода из концентрированных растворов хлорной или серной кислоты). [c.263]

    Ag( N)2, причем предполагается, что она почти не влияет на равновесие. На кривой зависимости концентрации от расстояния от поверхности электрода в точке б должен наблюдаться некоторый излом, величина которого зависит от значения константы равновесия К. Чем меньше величины К, тем резче становится излом в точке б. Так как вследствие недостатка ионов СК в непосредственной близости от поверхности электрода реакция ассоциации почти не идет, т. е. почти не образуются ионы Ag( N)2, которые должны диффундировать от поверхности, то поэтому градиент концентрации их в этой области равен нулю, а концентрация этих комплексных ионов постоянна. Однако, с другой стороны, концентрация ионов Ag(GN)2 в области от = О до = б максимальна, так как при = б из Ag+ и N образуется [по ур. (2. 127)] Ag( N)2, который диффундирует через слой, расположенный между I = б и 1 = 6. Таким образом, в слое О < I < < б ионы Ag( N)2 накапливаются в таком количестве, что появляется значительный градиент концентрации при б << < б. [c.206]

    В зависимости от состава электролита металл в ходе анодной реакции либо растворяется, т. е. переходит в раствор в виде ионов [реакция (1.30)], либо образует нерастворимые или малорастворимые соли или оксиды, оседающие в виде новой твердой фазы вблизи поверхности электрода [реакция (1.34)]. [c.27]

    Полярография применяется также при изучении различных физико-химических явлений. По полярограммам судят о том, в каком виде присутствуют в растворе восстанавливающиеся ионы, определяют состав и прочность комплексов, число электронов, принимающих участие в акте восстановления, исследуют кинетику электрохимических превращений и, в частности, устанавливают стадийность электрохимических процессов. При этом во всех тех случаях, когда изучаются реакции электровосстановления, наиболее целесообразно применять ртутный капельный электрод. Именно в реакциях восстановления с наибольшей полнотой проявляются положительные свойства этих электродов чистота поверхности, достигаемая благодаря непрерывному ее обновлению в процессе капания, широта диапазона отрицательных потенциалов,, обуславливаемая высоким водородным перенапряжением на ртути и обеспечивающая проведение почти любых восстановительных реакций, хорошая воспроизводимость данных и т. п. В то же время ртуть, вследствие невысокого перенапряжения на ней кислорода и возможности ее окисления, не очень подходит для изучения реакций электроокисления и для анализа анионов. Поэтому наряду с применением капающих ртутных электродов в полярографии используются твердые микроэлектроды. Наилучшим материалом для твердых микроэлектродов оказалась платина, обладающая [c.335]


    При изучении перенапряжения водорода часто применяется платина. Однако из-за ее высокой чувствительности к различным примесям полученные данные отличаются плохой воспроизводимостью. Несомненно, что в области положительных потенциалов (не очень удаленных от обратимого потенциала водородного электрода) на поверхности платины всегда присутствует адсорбированный водород. Это установлено измерением емкости, а также другими методами. Так, количество адсорбированного водорода можно найти для каждого значения потенциала при помощи кривых заряжения, т. е. кривых, передающих изменение потенциала электрода или с количеством подведенного электричества, или (при постоянной силе тока) с течением времени. При таком кулонометрическом определении количества водорода (или иного электрохимически активного вещества) необходимо, чтобы его выделение (или растворение) совершалось со 100-процентным выходом по току. Все возможные побочные реакции — электровосстановление или выделение кислорода, катодное восстановление или анодное окисление органических веществ и других примесей — должны быть полностью исключены. Этого можно достичь двумя методами. В первом из них накладываемая на ячейку сила тока настолько велика, что значительно превосходит предельные токи восстановления и окисления примесей их вредное влияние поэтому не проявляется. Заряжение электрода проводится с большой скоростью и кривая заряжения регистрируется автоматически, обычно при помощи осциллографа. Во втором варианте вредное влияние примесей исключается благодаря или применению электрода с высокоразвитой поверхностью, нанример платинированной платины, или проведению опытов с очень малым объемом раствора. [c.375]

    Полярография применяется также при изучении различных физико-химических явлений. По полярограммам судят о том, в каком виде присутствуют в растворах восстанавливающиеся ионы, определяют состав и прочность комплексов, число электронов, принимающих участие в акте восстановления, исследуют кинетику электрохимических превращений и, в частности, устанавливают стадийность электрохимических процессов. При этом во всех случаях, когда изучаются реакции электровосстановления, целесообразнее применять ртутный капельный электрод. Именно в реакциях восстановления с наибольшей полнотой проявляются положительные свойства этого электрода чистота поверхности, достигаемая благодаря непрерывному ее обновлению в процессе капания широта диапазона отрицательных потенциалов, обусловливаемая высоким водородным перенапряжением на ртути и обеспечивающая проведение почти любых восстановительных реакций хорошая воспроизводимость данных и т. д. В то же время ртуть вследствие невысокого перенапряжения на ней кислорода и возможности ее окисления не совсем удобна при изучении реакций электроокисления и анализе анионов. Поэтому наряду с капающими ртутными катодами в полярографии используют твердые микроэлектроды. Наилучшим материалом для твердых микроэлектродов оказалась платина, обладающая высокой химической стойкостью, значительным перенапряжением кислорода и хорошими механическими свойствами. Платиновые микроэлектроды применяются не только при изучении окислительных процессов, но и при полярографическом анализе расплавленных солей (Делимарский). Полярографический анализ с твердыми микроэлектродами проводят так же, как и с ртутным капельным электродом. Для создания стационарности диффузии используют вращение электрода, его колебания, перемешивание раствора и т. д. Обновление поверхности электрода и удаление с нее продуктов реакции осуществляют или механически, или электрохимическим растворением. Однако если даже принять все эти меры, то и тогда не удается достигнуть точности и воспроизводимости, свойственных ртутным капельным электродам. Полярография с твердыми катодами поэтому менее распространена, и к ней прибегают лишь в тех случаях, когда применение капельных ртутных электродов невозможно. [c.409]

    Электрохимическое выделение водорода. Процесс состоит из следующих стадий подвода ионов водорода к поверхности электрода, реакции восстановления, сопровождающейся рекомбинацией адсорбированных атомов водорода и отводом продукта реакции с поверхности электрода  [c.11]

    Одно из главных возражений против теории Тафеля заключается в том, что она приводит к неправильному значению коэффициента Ь в уравнении (26). Если на поверхности электрода находится небольшое количество атомарного водорода, так что поверхность далека от состояния заполнения, то скорость реакции 2Н -> Hg будет пропорциональна п , где п— число адсорбированных атомов, приходящееся на 1 см . Если пренебречь скоростью обратного процесса, т. е. диссоциацией молекул водорода на атомы, то проходящий ток будет пропорционален скорости образования молекулярного водорода, если этот процесс определяет скорость всего катодного процесса. Следовательно, I — kn , где k — постоянная. Потенциал Е электрода, на поверхности которого имеются атомы водорода, находящиеся в равновесии с ионами водорода в растворе, может быть выражен уравнением [c.624]

    Как уже упоминалось, возможно исследование не только катодных, но и анодных процессов при условии, если ртуть остается инертным электродом, т. е. не подвергается сама анодному окислению. Кроме ртутного капельного электрода, может применяться платиновый электрод малой поверхности. На таком электроде возможно изучение большего числа анодных реакций, так как платина остается инертным электродом во многих случаях анодной поляризации. [c.480]

    Электрод, на поверхности которого протекают рассматриваемые реакции, приобретает потенциал, соответствующий равенству сумм катодных и анодных токов. Этот потенциал (ф,,) представляет собой компромиссный потенциал, величина которого занимает промежуточное положение между потенциалами чистых компонентов в выбранных условиях. Из фиг. 12 видно, что величина компромиссного потенциала в основном определяется катодной реакцией компонента сплава Ме и анодной реакцией компонента Meg. [c.23]

    Диффузия. В ходе электролиза происходящие у электродов реакции приводят к изменению концентрации электролизуемых веществ вблизи электродов. Создается разность концентраций этих веществ у поверхности того или иного электрода и в глубине раствора, вследствие чего появляется движение частиц этих веществ в направлении зон, где концентрация уменьшилась. Такое движение называется диффузией. [c.194]

    Такие электроды с известными значениями их потенциалов называют электродами сравнения. Это электроды, на поверхности которых происходят быстрые электрохимические реакции, не ограниченные диффузионными явлениями (в них помещают смеси концентрированных растворов и малорастворимых соединений). Важно, чтобы поверхность такого электрода была значительно больше поверхности индикаторного электрода. [c.429]

    Перейдем теперь к термодинамичёскому рассмотрению связи электрических и адсорбционных явлений в случае электродов, на поверхности которых возможно обратимое протекание реакции [c.137]

    Характерным примером таких систем является платиноводородный электрод, на поверхности которого протекает обратимая реакция Н+Н ге а изменение потенциала определяется по уравнению  [c.137]

    Электроды сравнения. В качестве электрода (полуэлемента) сравнения могут служить такие электроды, на поверхности которых при соприкосновении с подходящим раствором возникают лищь обратимые электрохимические реакции. Благодаря этому приобретаемые ими с большой скоростью потенциалы устойчивы. При прохождении небольших токов в замкнутой цепи потенциалы таких полуэлементов практически остаются постоянными, поэтому их причисляют к неполяризуе-мьш электродам. [c.58]

    Таким образом, в отличне от протекания химических реакций, где основным условием является наиболее тесное соприкосновение реагирующих веществ в одной фазе (в растворе, расплаве и т. п.), при проведении электрохимического процесса необходимо разделение реагентов и образование гетерогенной системы, в кото1рой переход электронов от одной группы атомов к другой осуществлялся бы через особые каналы (металлические проводники — электроды). Развитая поверхность электродов как бы увеличивает вероятность взаимодействия электронов с определенными группами атомов или ионов. [c.10]

    В воздушно-цинковых элементах отрицательным электродом служит металлический цинковый электрод, а в качестве активного вещества положительного электрода используют кислород воздуха, который диффундирует через пористый угольный электрод к поверхности раздела электрод—электролит. В качестве электролитов используются растворы NH4 I или NaOH. В случае щелочного электролита в гальваническом элементе протекает следующая окислительно-восстановительная реакция  [c.157]

    После пуска защитной установки в эксплуатацию потенциал включения был настроен на са/Сазо. =—1.14 В. За несколько лет эксплуатации защитный ток увеличился со 100 до 130 мА. Средние значения Uein (по медносульфатному электроду сравнения) были около —0,95 В, значения Uaus — около —0,82 В. Осмотр, проведенный через 5 лет, показал, что в покрытии резервуара образовались отдельные пузыри, содержимое которых имело щелочную реакцию. Поверхность стали была в этих местах светлой и неразъеденной (см. раздел 6.2.1). Незащищенная сталь около пор была покрыта вследствие катодной поляризации отложениями, содержащими СаСОа. [c.387]

    На каталитическую активность электрода и на адсорбцию на нем вещества может влиять состояние поверхности электрода. Иногда, например при восстановлении некоторых ннтросо-едине1шй на оловянном электроде, его поверхность во время электролиза изменяется так, как если бы металл частично растворялся и вновь осаждался на электроде [103]. Такое явление наблюдали и при восстановлении ж-нитробензолсульфокислоты иа псевдоожиженном электроде [104]. Добавление и католит солей олова в некоторых реакциях восстановления повышает каталитическую активность электрода (сы. гл, 26). [c.184]

    В качестве индикаторных электродов в вольтамперометрии используются стационарные электроды (с постоянной площадью рабочей поверхности) и нестационарные, площадь которых меняется в процессе получения вольтамперограмм (см. раздел 3.3). Среди других элекггродов, применяемых в вольтамперометрии, особое место занимают вращающиеся электроды, рабочей поверхностью которых является поверхность диска, быстро вращающегося с постоянной скоростью вокруг своей оси. Иногда вокруг диска размещают еще концентрическое кольцо, вращающееся с той же скоростью и служащее вторым индикаторным электродом для определения промежуточных продуктов реакции. При использовании таких электродов в массопереносе электроактивных веществ создается конвективная составляющая, приводящая к увеличению фарадеевского тока. [c.263]

    Кинетические характеристики полученных таким образом а-С Н/Рг электродов исследовали методом потенциодинамических кривых, как описано выше (раздел 6.2). На пленках с достаточно высоким содержанием ( 10 %) получаются качественно такие же кривые с максимумом тока, как и на поликристаллических алмазных (легированных бором) электродах. Реакции окисления и восстановления протекают под смешанным диффузионно-кинетическим контролем и с умеренным перенапряжением коэффициенты переноса невелики (обычно 0,1-0,2) [96, 110]. Добавка платины в а-С Н ускоряет не только реакции, протекающие с участием растворенных реагентов (ионы церия, ферро- и феррициа-нида), но и реакции, в которых принимают участие реагенты, адсорбированные на поверхности электрода (например, тетраметилпорфирин Со [263]). [c.74]

    К электрохимическим методам детектирования в КЭ относят амперометрический (прямое и косвенное определение), кондуктометрический и потенциометрический. Амперометрическое детектирование для КЭ впервые было предложено в 1987 г. для анализа катехоламинов [140] и может быть использовано для обнаружения электрохимически активных веществ. В основе метода лежит измерение тока, протекающего в электрохимической ячейке при происходящих на рабочем электроде реакциях окисления или восстановления величина тока прямо пропорциональна концентрации анализируемого соединения. Обычно в электрохимической ячейке находятся три электрода рабочий (из стеклоуглерода, угольной пасты или амальгамированного золота), вспомогательный и электрод сравнения типичные потенциалы детектирования 0,4-1,2 В. Подавляющее большинство амперометрических исследований в КЭ проводят по окислению (анализ ароматических гидро-ксисоединений, ароматических аминов, индолов, меркаптанов и т.д.) [58]. Детектирование по восстановлению практически не используют из-за мешающего влияния растворенного кислорода. Недостаток амперометрического детектирования — отравление рабочего электрода ввиду сильной сорбции промежуточных продуктов окислительно-восстановительных реакций поверхностью электрода, следствием является снижение его активности [44]. Замена угольного электрода медным позволяет увеличить срок службы рабочего электрода в неимпульсной схеме амперометрического детектирования [49]. [c.353]

    Поскольку массоперенос обычно дает значительный вклад в полную вольтамперную характеристику системы, стационарные условия возможны лишь при наличии естественной или вынужденной конвекщ1и. Исключение представляют тонкослойные ячейки, в которых анод и катод расположены близко друг к другу. Малый объем жидкости (несколько микролитров) является решающим преимуществом при кинетических исследованиях, поскольку при высоком отношении поверхности к объему допустимы гораздо более высокие концентрации примесей, не загрязняющие поверхность электрода. В одной из ячеек такого рода имеется рабочий электрод и противоэлектрод в виде двух дисков, расположенных параллельно друг другу на очень малом расстоянии (около 10 см). Для установки электродов используют изолированные зажимы прецизионного микрометра. После этого в пространство между электродами вводят раствор электролита, удерживаемый капиллярными силами. Если необходим электрод сравнения, кончик ведущей к нему капиллярной трубки можно привести в соприкосновение с раствором сбоку. Омические падения в приборах с малым расстоянием между рабочим электродом и противоэлектродом обычно весьма малы. В стационарном состоянии толщина, на которой устанавливается концентрационный градиент, определяется расстоянием между электродами. Тонкослойные ячейки особенно удобны в тех случаях, когда на противоэлектроде осуществляется обратная по отношению к рабочему электроду реакция. [c.177]

    Наибольшее применение имекут электроды сравнения, содержащие те же электрохимические системы, какие используются в стандартных электродах это каломельный электрод, сульфатнортутный, хлоро-серебряный и т. п., но в принципе здесь можно применить любой электрод, на поверхности которого происходит достаточно быстрая электрохимическая реакция. Например, электродом сравнения с постоянным значением потенциала может служить платиновая проволока, погруженная в достаточно концентрированный раствор иода и иодида калия. Последний должен быть связан солевым мостиком с анализируемым раствором. [c.429]


Смотреть страницы где упоминается термин Электроды реакции на поверхности: [c.316]    [c.140]    [c.292]    [c.284]    [c.114]    [c.248]    [c.192]    [c.35]    [c.507]    [c.257]    [c.248]    [c.336]    [c.248]   
Современная общая химия Том 3 (1975) -- [ c.3 , c.9 , c.9 , c.84 , c.89 , c.89 ]

Современная общая химия (1975) -- [ c.3 , c.9 , c.84 , c.89 , c.89 , c.91 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Борисова. Изучение состояния поверхности электрода при анодных реакциях методом переменных токов

Зависимость механизма и кинетики реакции от природы поверхности электрода

Реакции на поверхности

Реакции на электродах

Реакции, протекающие у электродов и на поверхности металлов



© 2025 chem21.info Реклама на сайте