Электрохимия газов

При этом если электролит представляет собой токопроводящий раствор одного или нескольких веществ в воде или ином растворителе, то это будет отвечать электрохимии водных или неводных растворов. Если электролитом служит расплавленная соль или смесь расплавленных солей и окислов, то это будет соответствовать электрохимии расплавов, или электрохимии расплавленных сред если межэлектродное пространство заполнено газом, то — электрохимии газов. [c.12]

Если электролит представляет собой токопроводящий раствор одного или нескольких веществ в воде или ином растворителе, то такие системы относятся к электрохимии водных й ли неводных растворов если электролитом служит расплавленная соль (или смесь расплавленных солей и окислов), то это будет соответствовать электрохимии расплавов или электрохимии расплавленных сред если межэлектродное пространство заполнено газом — то электрохимии газов. Электрохимическая система может находиться в равновесном (рис. 2, а) или неравновесном (рис. 2,6, в) состоянии. [c.10]

Наведенная электрическая проводимость газов может, однако, стать весьма большой, если газ поместить в поле столь большой напряженности, что начнется разряд между электродами. Явления в газах ири разрядах изучает специальная наука — электрохимия газов, которая в этой книге не рассматривается. [c.98]

Из схемы, приведенной на рис. 2, следует, что истинная электрохимическая система представляет собой цепь из последовательно включенных проводников первого и второго рода. С этой точки зрения электрический разряд в газах не может быть назван чисто электрохимическим процессом, так как газы в таких условиях обладают смешанной электронно-ионной проводимостью, и многие фундаментальные законы электрохимии к ним неприменимы. [c.14]

Настоящий курс физической химии написан с учетом возрастания требований к теоретической подготовке студентов. Перед коллективом авторов стояла задача написать книгу, отвечающую программе для химико-технологических институтов и в то же время такую, которая не устарела бы сразу по выходе из печати, учитывая неуклонное развитие науки о веществе и его превращениях. Этим определены особенности данного курса, в нем рассмотрены основные разделы физической химии — учение о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования молекул, химическая термодинамика (феноменологическая и статистическая), учение о фазовых равновесиях и растворах, электрохимия, химическая кинетика и катализ. Исключение материала, традиционно включаемого в учебники, но не имеющего прямого отношения к программе (учение о газах, жидкостях и т. п.), позволило уделить больше места основному содержанию физической химии. Материал пособия несколько выходит за рамки действующей программы, но тем самым предоставляются возможности использовать его при неизбежных ее изменениях и, что не менее важно, это делает его полезным для аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физической химии. Материал, который может быть опущен студентом при первом прочтении, выделен петитом. [c.3]

Значительный вклад в развитие электрохимии внесли также русские ученые. В. В. Петров (1761—1834) изучал электропроводность растворов, химические действия электрического тока, электрические явления в газах и т. п. С помощью созданного им крупнейшего для того времени химического источника тока в 1802 г. он открыл электрическую дугу. Б. С. Якоби (1801—1874) в 1834 г. изобрел электродвигатель, работавший на токе от химического источника. В 1838 г. он предложил гальванопластический метод (см. разд. У.П). П. Н. Яблочков (1848—1914) изобрел электродуговую лампу (1875 г., свеча Яблочкова ), работал над созданием химических источников тока, выдвинул (1877 г.) идею создания топливного элемента (см. разд. А.12). Н. А. Изгарышев (1884—1956) развил теорию химического источника тока, работал над проблемой защиты металлов от коррозии, открыл явление пассивности металлов в неводных растворах электролитов, и по праву считается одним из основателей электрохимии неводных растворов. А. Н. Фрумкин (1895—1971) разрабатывал вопросы кинетики электрохимических процессов, развил теорию строения двойного электрического слоя. [c.233]

Сборник задач и упражнений по физической и коллоидной химии содержит 800 задач и упражнений, относящихся к следующим разделам данного курса газы и жидкости, первый и второй законы термодинамики, термохимия, фазовые равновесия и растворы, химическое равновесие, химическая кинетика, электрохимия, поверхностные явления, коллоидное состояние вещества, Каждый раздел включает параграфы, в которых кратко излагаются некоторые теоретические вопросы, приводятся формулы, необходимые для решения задач. В разобранных примерах даны методические указания для решения задач и выполнения упражнений. [c.2]

Различают две основные группы проводников электрического тока проводники первого рода, электрическая проводимость которых обусловлена электронами, и проводники второго рода, обладающие ионной проводимостью. В особую группу входят полупроводники, прохождение тока через которые обеспечивают, с одной стороны, возбужденные электроны, а с другой — так называемые дырки — вакантные места на энергетических уровнях, которые покинуты возбужденными электронами. Главную роль в электрохимии играют ионные проводники — растворы и расплавы электролитов, некоторые вещества в твердом состоянии, ионизированные газы. При протекании постоянного электрического тока через электрохимические системы на электродах возникают электрохимические реакции, которые подчиняются двум законам Фарадея [c.455]

Работы по созданию топливных элементов дали толчок развитию двух теоретических направлений современной электрохимии теории пористых электродов и электрокатализу. Пористый электрод представляет собой совокупность контактирующих друг с другом твердых частиц с электронной проводимостью и пустот между частицами (пор). Применение пористых электродов позволяет сосредоточить в небольшом объеме сравнительно большую поверхность для протекания электродных реакций. При подаче газообразных окислителя или восстановителя электрохимические процессы протекают на таких участках пористых электродов, которые доступны как для реагирующего вещества, так и для раствора. Эффективность работы газового пористого электрода зависит, таким образом, от распределения электролита и газа в порах. Теория пористого электрода описывает кинетику процессов в пористых средах с учетом транспортных и непосредственно электрохимических или химических стадий для выбора оптимальной структуры электрода. [c.220]

Важной особенностью электрохимического эксперимента является зависимость получаемых результатов от наличия небольших примесей в растворах электролита и в материале электрода. Это предъявляет серьезные требования к очистке воды и других используемых растворителей неорганических и органических реактивов, входящих в состав растворов газов, которыми насыщают исследуемые растворы, а также металлов, применяемых для изготовления электродов. Действительно, монослой вещества на поверхност электрода содержит 10 молекул см , или 10 моль см и может образоваться, даже если концентрация примеси в растворе составляет 10- моль см . Знание основных методов очистки, контроля достигнутой чистоты и специальных приемов для ее поддержания в ходе электрохимического эксперимента является необходимым условием успешного проведения работ в практикуме, а затем и научных исследований в области электрохимии. [c.23]

Получение и очистка газов. Большинство измерений в электрохимии проводят в отсутствие кислорода воздуха, который является электрохимически активным. В связи с этим исследования выполняют в атмосфере инертных газов азота, аргона, гелия. В ряде систем возможно использование водорода, который, однако, может проявлять электрохимическую активность на некоторых электродах при анодных потенциалах, Эти газы выпускаются промышленностью разной степени очистки. Если содержание кислорода в газах не превышает 0,005 %. то для большинства исследований нет необходимости в дополнительной очистке газов от следов кислорода и их очищают лишь от органических примесей пропусканием через трубки, заполненные активированным углем. При большом содержании кислорода в газах возникает необходимость его удаления. [c.31]

Одной из важнейших проблем современной электрохимии является создание гальванических элементов непрерывного действия, которые бы генерировали электрическую энергию за счет окисления дешевых компонентов (природного газа, водорода). Такие элементы, получившие название топливных, вместе со всеми вспомогательными устройствами называются электрохимическими генераторами. В отличие от обычных гальванических элементов в топливных элементах активные [c.378]

Электрохимическая коррозия—это взаимодействие металлов с растворами электролитов. Например, разрушение металлов в растворах солей, кислот и щелочей, в атмосфере химически активных газов в присутствии влаги. Процессы электрохимической коррозии протекают по законам электрохимии. [c.261]

Задачи, приведенные в книге, практически охватывают все разделы курса физической химии это газы, классическая термодинамика, электрохимия, кинетика, фотохимия, радиохимия, коллоидные системы, квантовая химия и спектроскопия, статистическая термодинамика. Подавляющее большинство задач составлено по оригинальным литературным работам, что представляет особый интерес. [c.5]

В гл. I, 24 мы познакомились с сорбцией и, в частности, с адсорбцией, с их ролью в гетерогенном катализе. Поверхностные явления, в частности адсорбция, играют большую роль в самых различных областях техники. Для нас важно знать, что адсорбция изменяет не только поверхностные, но и объемные свойства полупроводниковых материалов, влияет на работу выхода электронов с поверхности твердых тел. С адсорбцией и десорбцией приходится сталкиваться в процессах химического и электрохимического травления и полирования полупроводников и металлов, при очистке поверхности твердых тел от загрязнений и т. д. Адсорбция и связанные с ней изменения поверхностного натяжения и разности потенциалов на границе раздела фаз играют громадную роль в коллоидной химии и электрохимии. Адсорбция используется для очистки газов и жидкостей, для удаления остатка газов из вакуумных приборов, для поглощения ОВ (в противогазах), для извлечения ценных веществ из растворов и газов и из отходов различных производств с целью рекуперации, для разделения и анализа смесей (хроматография) и т. д. [c.168]

Классич. область применения Э.- исследования оптич. св-в материалов, в т.ч. измерения оптич. постоянных тонких (напр., оксидных) пленок, а также их толщин. Интерес к Э. возрос в 70-80-х гг. 20 в. в связи с особым значением, к-рое приобрели анализ структуры, изучение физ.-хим. св-в и контроль чистоты пов-стей благодаря быстрому развитию твердотельной (прежде всего полупроводниковой) электроники. Э. используют также в исследованиях физ. и хим. адсорбции в глубоком вакууме на плоских пов-стях Si, Ag, Pt и др., адсорбции полимеров на фанице жидкость-газ и жидкость-жидкость, процессов катализа на микроуровне, св-в верх, слоев пов-стей, подвергнутых коррозии, в электрохимии для имения окисления и восстановления электродов, в микробиологии для исследования оболочек клеток и липидных мембран и др. [c.475]

Некоторые уроки по физике, а также занятия в некоторых кружках требуют от преподавателя умения проводить различные химические работы. Так, изучение электролитических явлений базируется на опытах по электрохимии при рассмотрении основных свойств газов преподавателю приходится получать углекислый газ и водород. Приготовление хлористого цинка для паяния (гл. 5, 2), серебрение стекла, очистка ртути, травление металлов (гл. 4, 13, гл. 18), гальваностегия (гл. 17) и т. п. — типичные химические работы. Описание большинства таких работ приведено в главе 18. Здесь же рассмотрено приготовление различных растворов химических веществ, в том числе и красок. [c.410]

В институте Электрохимии Уральского отделения АН СССР [35, т. 2, с. 177-179] разработаны ТЭ с пористыми металлическими анодами, с катодами на основе смешанных оксидов и электролитом на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия. При температуре 850°С получена уДельная мощность до 1,5 кВт/м при работе на водороде и конвертированном природном газе. Испытаны батареи ТЭ мощностью 200 Вт и 1 кВт. [c.90]

Согласно наиболее общему определению, принятому в настоящее время большинством исследователей, электрохимия — это наука, которая рассматривает физико-химические свойства ионных проводников, а также явления, имеющие место на границах контакта ионных проводников с электронными проводниками или полупроводниками, с другими ионными проводниками или с диэлектриками (в частности, на границе с вакуумом или с газами). Все эти свойства и явления изучаются как в равновесных условиях в отсутствие прохождения электрического тока, так и в неравновесных условиях, когда через систему протекает электрический ток. Электрохимию в некотором смысле можно противопоставить теории твердого тела и электронике, в которых рассматриваются свойства электронных проводников и электронно-дырочных полупроводников, а также явления при контакте этих материалов между собой и с вакуумом. [c.12]

В Прикладной электрохимии широко распространены реакции, связанные с образованием новой фазы — выделения газов, катодного осаждения металлов и др. Они отличаются рядом особенностей по сравнению с реакциями без образования новой фазы, для которых продукты реакции остаются в составе электролитной фазы. [c.296]

Выдающийся вклад в развитии физической химии внес Д. И. Менделеев. Большой интерес представляют его исследования в области газов и растворов. Основание Оствальдом и Вант-Гоффом журнала Zeits hrift fur physi alis he hemie (1887), труды Вант-Гоффа, Аррениуса, Оствальда, Каблукова, Меншуткина, Курнакова и других в области химической термодинамики и кинетики способствовали выделению физической химии в самостоятельную науку. В XX в. революция в физике, связанная с трудами Планка, Эйнштейна, Шре-дингера и др., в области квантовой статистики и квантовой механики атомов и молекул привела к рассмотрению химических процессов на атомно-молекулярном уровне, к развитию учения о реакционной способности, центральным в котором стало исследование элементарного химического акта. Физическая химия успешно развивалась трудами наших ученых, таких, как Д. П. Коновалов (учение о растворах), Н. А. Шилов, И. Н. Семенов (химическая кинетика), А. А. Баландин (катализ), А. М. Теренин (фотохимия), Я. К. Сыркин (строение вещества), А. И. Фрумкин (электрохимия) и многих других, и ряда зарубежных. [c.7]

По прогнозам ряда ведущих ученых роль электрохимии в народном хозяйстве будет возрастать. Считают даже, что по мере истощения запасов природного топлива человечество вступит в атомно-электрохимическую эру. Электроэнергия, вырабатываемая атомными электростанциями, будет использоваться тогда для генерации водорода электролизом воды, водород заменит природный газ и углеводороды и будет применяться в водородно-кислородных топливных элементах. Будут реализованы на практике процессы электролиза воды в фотоэлектрохимических системах, преобразующих солнечную энергию. Возрастет роль химических источников тока, удельные характеристики которых будут приумножены. Электрохимия, станет основой многих экономичных н экологически чистых технологических процессов, а разработанные электрохимикам методы навсегда покончат с проблемой коррозии. Ученые познают природу электрохимических процессов в живом орг ч из.ме и поставят достижения биоэлектрохчмин на службу человечеству. [c.286]

Краткий исторический очерк развития физической химии. Мысль о необходимости изучения физических и химических явлений в их единстве и в рамках отдельной науки возникла около 200 лет назад. В 1752 г. М. В. Ломоносов прочитал студентам Академии наук в Петербурге курс лекций, названный им физической химией. Он писат, что физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях . В этот период для получения количественных закономерностей при изучении химических явлений начинают использоваться простейшие физические методы, формулируются законы сохранения веса веществ и кратных отношений (М. В. Ломоносов, Лавуазье, Дальтон). К этому времени относятся открытия адсорбции газов (Шееле), адсорбции из растворов (Ловиц), первые исследования в области электрохимии (Вольта, Фарадей, В. В. Петров). [c.7]

Основными проблемами, характеризующими направление и определяющими предмет физической химии, являются учение о строении и важнейших свойствах вещ,еств, находящихся в газо образном, жидком, кристаллическом и плазменном состояниях учение о растворах, их внутренней структуре и свойствах, завися щих от концентрации и химической природы компонентов, состав ляющих растворы проблемы химической термодинамики, кото рая изучает связь мем ду химической и другими видами энергии электрохимия, связанная с изучением электропроводности, элек тролиза, работы гальванических элементов и др. химическая кинетика, изучающая скорости и механизм химических реакций в гомогенных и гетерогенных системах, а также явления катализа. [c.6]

Теодор Гротгус (1785—1822) — физико-химик, учился в Политехнической школе в Париже (1803—1804), с 1808 г. жил в имении Гедучп (Литва), где проводил научные исследования по электрохимии, фотохимии, воспламенению, электропроводности газов и по аналитической химии. В 1818 г. открыл основной закон фотохимии, согласно которому химическое действие может оказать только тот свет, который поглощается веществом. [c.309]

Способы активации молекул обычно разделяются на термические и нетермические. При термическом возбуждении активация происходит за счет обмена энергией в результате столкновения молекул. Чем выше температура газа, тем больше доля молекул, имеющих достаточно высокие энергии, т. е. активных молекул. Реакции с нетермическ1м характером активации рассматриваются в специальных разделах физической химии. К ним относятся реакции а) под действием излучения (фотохимия) б) в электрических разрядах или плазме (газовая электрохимия или химия плазмы) [c.67]

Электрохимия, как, впрочем, и многие другие разделы химии, может показаться окончательно завершенной наукой. В самом деле, Дэви, Фарадей, Нернст и другие ученые разработали теорию и методологию электрохимии еще в прошлом столетии, и иногда создается впечатление, что в дальнейшем их основополагающие открытия лишь использовались применительно к новым объектам исследования. Такая точка зрения глубоко ошибочна. Сегодня изучением электрохимии занимается гораздо больше химиков, чем когда-либо прежде. Они пытаются применить основные законы электрохимии, ко многим чрезвычайно интересным проблемам. К числу таких проблем относятся, в частности, прямое превращение топливных веществ, например угля и природ1Юго газа, в электрическую энергию разработка специальных аккумуляторов для создания электроавтомобиля накопление и передача электроэнергии при очень высоких и, наоборот, очень низких температурах изучение влияния мельчайших примесей на электрические свойства твердых веществ и другие вопросы. [c.294]

В. М. Власов, 3. Р. Каричев. Влияние электрохимических процессов иа перенос газа через пористую электропроводную мембрану.— Электрохимия, 1976, т. 12, Л Ь 9, с. 1468. [c.442]

Не стоит говорить, что работа над темами, финансируемыми армией, флотом и воздушными силами, будет продолжаться, а в некоторых случаях и расширяться. Воздушные силы, например, только что заключили договоры, согласно которым будет изучаться электролитическое окисление неорганических и органических соединений, электрохимия растворенных газов, попытаются найти новые редокс -системы и будут исследовать мембраны для элемента фирмы Айоникс . [c.418]

Определение растворимости водорода.хлора и ки< лорода в расплавах. Электродные процессы в распла вах с участием водорода, хлора и кислорода привл кают внимание исследователей в связи с развитие электрохимии топливных элементов. В этом отнонк НИИ значительный интерес представляет изучение зг кономерностей электродных процессов в расплава карбонатов, поскольку этот электролит применяете в высокотемпературных топливных элементах [382 Растворимость газообразных веществ в расплава находят по уравнению Сэнда. Величина произведени однозначно связана с величиной растворимост водорода, хлора или кислорода в расплаве, если меж ду газами и компонентами расплава отсутствует ка кое-либо химическое взаймодействие [383, 384]. [c.174]

Как химик научные работы проводил в основном в области электрохимии. Изучал механизм электропроводности в растворах электролитов (с 1853), законы движения ионов в растворах (с 1890-х). Установил, что при электролизе растворов скорости движения положительных и отрицательных ионов неодинаковы. Назвал доли общего количества электричества, переносимые каждым видом ионов, числами переноса, разработал методику их определения и выяснил числа переноса для многих электролитов. Изучал аллотропию селена (1851) и фосфора (1853). Исследовал также спектры раскаленных газов (1864) и процессы прохождения электричества через сильно разреженные газы (1869—1883). Для исследования электрических разрядов в газах использовал созданные им специальные трубки (трубки Гиттор-фа). Наблюдал (1869) катодные лучи и описал их свойства. [c.142]

Основные научные исследования относятся к электрохимии и химии поверхностных явлений, металлургии, металловедению и металлофизике. Впервые установил (1936) диффузионный механизм ползучести. Сформулировал (1940-е) представление о жаропрочности сплавов. Предложил оригинальную электрохимическую теорию окисления сплавов и кинетические уравнения, описывающие процесс окисления в самой общей форме. Разработал ряд материалов с высокими показателями жаропрочности, жаростойкости и элек-троэрозионной стойкости, приготовляемых методами порошковой металлургии. Разработал (1948) метод и технологию производства порошков железа из прокатной окалины и мартитовой руды, а также технологию каталитической переработки природных газов в газовые среды технологического назначения. Предложил методы комплексной электрозащиты сети магистральных газопроводов Украины. Изучал электронное строение неорганических тугоплавких соединений и металлов, свойства композиционных материалов. [c.527]

Широкое использование термодинамического метода предусматривает на1шчие надежных термодинамических данных о разнообразных свойствах растворов для возможно большего круга систем и интервалов внешних условий. Для выявления роли растворителя особый интерес представляют энтальпийные и энтропийные характеристики сольватации и связанные с ними величины, мольные объемы, растворимость благородных газов (вследствие чувствительности ее к структурным изменениям растворителя) и др. При этом весьма существенным является установление зависимости этих величин от общих свойств частиц, природы и состава растворителя, внешних условий. В настоящее время такие термодинамические характеристики получают с использованием методов калориметрии, электрохимии, тензи-метрии, денсиметрии и др. Следует, однако, отметить, что указанных характеристик, особенно для неводных растворов, явно недостаточно, поэтому их определение остается одной из основных задач химии растворов. [c.27]