Кислород, перенапряжение электроде

Изучение хемосорбции на электродах — более сложная задач , чем исследование хемосорбции газа на металле, так как появляются осложнения, связанные с наличием растворителя и специфической адсорбции ионов. Основные представления можно перенести из одной области в другую, но методика эксперимента изменяется в общем коренным образом. Современные представления о хемосорбции на электроде по сравнению с хемосорбцией вообще разработаны относительно слабо изучалась в основном хемосорбция водорода и кислорода на электродах платиновой группы (обзоры работ по адсорбции водорода опубликованы Фрумкиным [3] и Брайтером [4]). Абсорбция водорода палладием здесь не будет рассматриваться, так как этот вопрос не является существенным для понимания последующего материала. Однако эта проблема весьма важна при исследовании перенапряжения водорода. Возможно, она приобретет и практическую значимость при конструировании диффузного водородного электрода для топливных элементов. Здесь можно воспользоваться подробным обзором Фрумкина [3]. [c.270]

Приводимые в литературе величины перенапряжения выделения водорода и кислорода зачастую имеют расхождения, вызванные, по-видимому, различием условий, в которых определялось перенапряжение. В табл. П-1 приведены примерные величины перенапряжения выделения водорода и кислорода на электродах из различных материалов при малой плотности тока. [c.42]

В электролизере применяются биполярные электроды с выносными перфорированными листами, одинарная асбестовая диафрагма и наружные газосборные каналы для водорода и кислорода. Выносные электроды, перфорированные круглыми отверстиями, попарно прикреплены металлическими анкерами к основному листу, служащему разделительной перегородкой. Электроды изолированы от диафрагменной рамы уплотнительной прокладкой. Диафрагма из асбестовой ткани крепится к раме при помощи накладок и заклепок. Все те части, с которыми соприкасается диафрагменная ткань, округлены для уменьшения ее истирания. Анодная сторона электродов и поверхность диафрагменной рамы никелированы, заклепки для крепления диафрагмы изготовлены из чистого иикеля. Катодная поверхность электрода подвергается специальной обработке для снижения перенапряжения выделения водорода. Электролитические ячейки стягиваются в единый блок электролизера между концевыми плитами при помощи стяжных болтов с пружинами. Рамы электролизера через изоляторы опираются на фундамент. [c.161]

Мы примем эту э.д.с. реакции за электродный потенциал или относительный потенциал ср, выраженный по отношению к электроду сравнения, например насыщенному каломельному. Существуют два метода, посредством которых можно достичь необходимого электродного потенциала. Первый состоит в применении электродного материала с соответствующим перенапряжением. Под перенапряжением понимается разность между потенциалом, при котором начинает наблюдаться выделение газа, и теоретическим значением обратимого потенциала электрода в том же самом растворе [1]. Более высокое водородное перенапряжение электрода обычно связано с более сильной его восстанавливающей способностью или с более высоким значением энергии выделяющегося водорода. Окисляющая способность выделяющегося на аноде ки( орода подобным же образом зависит от кислородного перенапряжения. Мы можем поэтому рассматривать потенциал, как меру потенциальной энергии выделяющегося водорода или кислорода. [c.13]

При выделении металлов на электродах величина перенапряжения составляет сотые доли вольта и практически не оказывает влияния на процесс электролиза. Для водорода и кислорода перенапряжение достигает 1 в и более. Например, перенапряжение водорода при его выделении (при 25°С и плотности тока 1 а на 100 поверхности электрода) составляет [c.249]

В табл. 2-2 приведены примерные значения перенапряжения выделения водорода и кислорода на электродах из различных материалов при малой плотности тока [16]. [c.59]

Как видно из табл. 5, значение действительного потенциала разложения хлора на графите близко к соответствующей величине для кислорода, и могут создаться условия, при которых одновременно будут разряжаться как хлор, так и кислород. Чтобы избежать этого, используют зависимость величины перенапряжения от плотности тока. При определенных значениях разница в перенапряжении может достигнуть значений, позволяющих проводить процесс получения хлора без одновременного выделения заметных количеств кислорода на электроде. Оптимальная плотность тока составляет 500—700 а1м . [c.19]

Перенапряжение ионизации кислорода (I на различных электродах [c.48]

Разность равновесных потенциалов электродных реакций называется обратимым напряжением разложения электролита Uo- Последнее численно равно э. д. с. электрохимической цепи, в которой протекает реакция, обратная реакции при электролизе. Например, обратимое напряжение разложения воды равно э. д. с. водороднокислородной цепи, при отборе тока от которой идет синтез воды из водорода и кислорода (см. 178). При 298 К э. д. с. этой цепи, а следовательно, и Uo равны 1,23 В. Учитывая соответствие между э. д. с. и обратимым напряжением разложения, последнее можно определить по термодинамическим данным согласно (175.9). При электролизе воды происходит выделение водорода на катоде и кислорода на аноде, причем каждый процесс сопровождается свойственным ему перенапряжением, зависящим, в первую очередь, от материала электродов [c.515]

При дальнейшем постепенном изменении потенциала плотность тока остается столь же низкой и продуктом коррозии является Ре " . При 1,2 В достигается равновесный потенциал кислородного электрода, но кислород не выделяется до тех пор, пока потенциал не превысит равновесное значение на несколько десятых долей вольта (кислородное перенапряжение). Увеличение плотности тока в области, называемой транспассивной область перепассивации), приводит к выделению Оа и ускоренному образованию Ре " . [c.73]

Потенциал платинового анода, на котором происходит выделение кислорода из электролита с pH = 10, равен 1,30 В относительно насыщенного каломельного электрода. Каково перенапряжение кислорода [c.389]

Более сложную задачу представляет исследование анодного выделения кислорода, осложняющееся рядом побочных реакций. Механизм процесса электрохимического получения кислорода нельзя признать достоверно и окончательно изученным. Вместе с тем экспериментальные данные свидетельствуют о том, что величина кислородного перенапряжения т]о, зависит от материала электрода, состава раствора, температуры, присутствия различных посторонних веществ и пр. Графическая зависимость 1-10, от плотности тока обычно имеет несколько участков, которые подчиняются уравнению Тафеля (У.Зб), но коэффициенты а и Ь имеют значения, отличающиеся от значений для водорода. [c.140]

Анодная реакция АВ мыслима лишь с применением электродов, на которых достаточно велико перенапряжение выделения кислорода или хлора, в противном случае на аноде будут выделяться только кислород или хлор. [c.518]

В настоящее время наиболее подробно изучен механизм восстановления кислорода на ртутном и пиро-графитовом электродах, на которых покрытие поверхности адсорбированным кислородом практически равно нулю (ртуть) или составляет лишь несколько процентов (угольный электрод). Поэтому можно не рассматривать путь (IV). Действительно, при помощи изотопа 0 было показано, что в щелочном растворе связь О—О в процессе электровосстановления кислорода на угле не разрывается . Для электродов из ртути и угля характерно значительное перенапряжение процесса электровосстановления перекиси водорода. Поэтому на поляризационных кривых, измеренных на капельном ртутном или вращающемся угольном электродах, имеются две волны (рис. 177), отвечающие восстановлению кислорода до перекиси водорода и перекиси водорода до воды. [c.340]

Образование окисных или солевых слоев влияет не только на анодное растворение металлов, но приводит и к ингибированию многих других электродных процессов. Так, при адсорбции кислорода на платине замедляется скорость ионизации молекулярного водорода в сернокислых растворах. Такое же влияние оказывает адсорбированный кислород и на электроокисление различных органических веществ (метанола, этанола, этилена и др.). На рис. 198 представлены тафелевские зависимости для анодного выделения кислорода на платиновом электроде из растворов хлорной кислоты. При достижении определенной плотности тока происходит резкий рост перенапряжения и выход о Т Г [c.373]

Б. Бормашенко, Д. И. Зосимович и др. Изучается перенапряжение для водорода и кислорода на электродах различного характера. Еще в 1938 г. исследуются возможности гальванического покрытия изделий из пластмасс металлами. Многие из исследований кафедры выполняются в тесном сотрудничестве с промышленными предприятиями и институтами АН УССР. [c.120]

При коррозии металлов с кислородной деполяризацией катодный процесс определяется перенапряжением катодной реакции и скоростью подвода кислорода к электроду. Замедленность катодной реакции по схеме О2 + 2НаО + 4е 40Н (в щелочных или нейтральных растворах) или по схеме О2 + 4Н+ + 4е -> 2НгО (в кислых растворах) называется перенапряжением ионизации кислорода. [c.41]

Рис. 153. Коррозионные диаграммы для элементов с водородной 1, 2) и кислородной 3, 2) деполяризацией 1 — при условиях, повышающих перенапряжение водорода з — усиление подачи кислорода н катоду 4 — пассивирование анода при доетупе кислорода к электроду.

Подобное изменение потенциала данной пары при замене пла-гинированного электрода каким-либо другим электродом называется перенапряжением соответствующего элемента (водорода, кислорода, хлора и т. д.) на данном электроде. [c.430]

Отсутствие надежных данных по кислородному перенапряжению объясняется сложностью процесса анодного образования кислорода и почти неизбежным наложением на него побочных и вторичных реакций. Прежде всего необходимо напомнить, что обратимый кислородный электрод экспериментально реализовать чрезвычайно сложно, и, следовательно, входящая в уравнение (20.5) величина не определяется опытным путем. Ее обычно рассчитывают теоретически. Для выделения газообразного кислорода из растворов кислот необходимо, чтобы потенциал анода был более положительным, чем равновесный потенциал кислородного электрода ( + 1,23 В при ан = 1 и 25° С), на величину кислородного перенапряжения, отвечающую данной плотности тока. Однако еще до достижения такого высокого положительного потенциала больщинство металлов термодинамически неустойчивы, и вместо реакции выделения кислорода идет процесс их анодного растворения или окисления. Для изучения кинетики выделения кислорода из кислых сред можно использовать поэтому только металлы платиновой группы и золото (стандартные потенциалы которых ноложительнее потенциала кислородного электрода), а также некоторые другие металлы, защищенные от растворения в кислотах стойкими поверхностными оксидами. В щелочных растворах, где равновесный потенциал кислорода менее положителен (при аоп-= 1 и 25° С он составляет около +0,41 В), в качестве анодов применяют также металлы группы железа, кадмий и некоторые другие. Установлено, что в условиях выделения кислорода поверхность всех металлов, включая платину и золото, оказывается в большей или меньшей степени окисленной, и поэтому кислород выделяется обычно не на самом металле, а на его оксидах. [c.421]

Найдено, что нри заданной плот[юсти тока кислородное перенапряжение с течением времени изменяется. Перенапряжение кислорода, как правило, со временем растет, причем для одних металлов медленно и постепенно (железо, платина), для других скачкообразно (свинец, медь). За величину перенапряжения принимают обычно его установившееся значение. Оно отвечает, по-видимому, выделению кислорода на поверхности оксида, устойчивого в данной области потециалов. На кривых ё—1д/ или т]-— gj, полученных при выделении кислорода, часто наблюдаются один или несколько перегибов, отражающих внезапные изменения в кинетике процесса области потенциалов. На кривых Г—lg/ или г]—lg , полученных с другими электродами, можно выделить один или несколько 14 л. И. Антропов [c.421]

Таким образом, при электролизе кислот, щелочей л соответствующих солей щелочных и щелочноземельных металлов на З лектродах протекает единственный процесс разложения воды, т. е. выделение водорода и кислорода является первичным процессом при электролизе. Ролъ остальных ионов сводится лишь к обеспечению достаточной для электролиза электропроводности. Следует подчеркнуть, что близость э.д.с. поляри 1ации при з лектролизе кислородсодержащих кислот и щелочей н,1блюдает-ся только при использовании электродов из определенных металлов (Pt, Pd), на которых мало перенапряжение водорода. [c.617]

Если бы в растворе не было кислорода, то катодный процесс начался бы при обратимом потенциале водородного электрода в данных условиях (КнЛобр- Кривая (КнЛобр кривая катодной поляризации водородной деполяризации (в основном перенапряжения водорода). [c.263]

Перенапряжение для выделения кислорода нельзя выразить простой формулой, так как процесс выделения кислорода осложнен образованием на поверхности электродов окислов, влияющих на кинетику электродного процесса. При повышении температуры перенапря жение кислорода снижается примерно на 2—3 мВ на каждый 1 °С. [c.111]

Сопоставление потенциалов разряда ионов Хлора и ионов гидроксила (при pH = 7) в стандартных условиях показывает, что потенци ал разряда ОН электроотрицательнее потенциала разряда ионов С1 . Однако соотношение перенапряжений выделения хлора и кислорода таковы, что на аноде преимущественно В ыделяется жлор. Это становится ясным из сравнении поляри-зационны Х р ивык (рис. 77, 78) выделения кислорода хлора на разли1Чны1Х электродах. [c.130]

Разность потенциалов на электродах. Потенциал анода теоретически равен 1,23 в, так как концентрация H2SO4 в растворе близка к 2-н. К этому значению следует добавить величину перенапряжения кислорода на перекиси свинца. [c.477]

Сравнение уравнений (442) и (445) показывает, что гладкий платиновый электрод в растворе реагирует на изменение pH аналогично водородному электроду. Потенциалы различаются только но абсолютному значению е°". С другой стороны, в этом случае пренебрегают перенапряжением кислорода на платине, оторое привело бы к введению дополнительного члена в уравнение. [c.315]

Эти стандартные окислительные потенциалы отличаются друг от друга не слишком сильно, но из их сравнения следует, что Н2О должна окисляться с большей легкостью, чем С1 . Однако для осуществления реакции иногда требуется намного более высокое напряжение, чем то, которое указывают электродные потенциалы. Дополнительное напряжение, необходимое для проведения электролиза, называется перенапряжением. По-видимому, перенапряжение обусловлено слишком высокой скоростью реакций на электродах. Электроосаждению металлов соответствуют низкие значения перенапряжения, но перенапряжения, соответствующие выделению газообразного водорода или газообразного кислорода, обычно весьма значительны. В рассматриваемом примере перенапряжение, необходимое для образования Н2, настолько велико, что С1 окисляется легче, чем Н2О. По этой причине при электролизе водных растворов Na l (рассолов) образуются Н2 и I2, если только концентрация С1 не слишком низка при этом протекают следующие реакции [c.223]