Потенциал электрохимический в водных растворах

Исследования показали, что скорость электрохимической коррозии зависит от потенциала корродирующего металла. О термодинамической неустойчивости металлов в водных растворах, т. е. о склонности их к коррозии, можно делать вполне определенные выводы, если сравнивать их электродные потенциалы с потенциалами окислителей, которые участвуют в процессе коррозии. Механические напряжения в металлических конструкциях и деталях также способствуют ускорению процессов коррозии за счет повышения активности металла. [c.274]

Аналогично при наличии в системе, подвергающейся электролизу, несколько восстановителей на аноде будет окисляться наиболее активный из них, т. е, восстановленная форма той электрохимической системы, которая характеризуется наименьшим значением электродного потенциала. Так, при электролизе водного раствора сульфата медн с инертными электродами (например, угольными) на аноде может окисляться как сульфат-ион [c.190]

Так как стандартный потенциал меди гораздо положительнее стандартного потенциала водородного электрода, коррозия медн с водородной деполяризацией не происходит. В отсутствие окислителей медь обладает хорошей стойкостью в водных растворах и в обычных условиях не вытесняет водород из кислот. Процесс электрохимической коррозии меди протекает в окислительных средах (присутствие в растворе кислорода и других окислителей). Медь обычно корродирует, переходя в раствор в виде двухвалентных ионов Си +. [c.247]

Этот тип коррозии наиболее распространен. Он имеет место при взаимодействии металлов с жидкими электролитами (водой, водными растворами солей, кислот и щелочей, расплавленными солями и щелочами) и является гетерогенной электрохимической реакцией электролитов с металлами. Однако в принципе не исключена возможность и химической коррозии металлов в электролитах, при которой окисление металла и восстановление окислительного компонента (молекул или ионов) электролита происходят в одном акте, скорость которого не зависит от величины электродного потенциала металла, с образованием соединений и их последующим растворением. [c.148]

Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевшего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е Си на катоде Си + + Че" Си б) реакция должна быть единственной, иначе точное интегрирование тока затруднено в) электролиты и электроды должны быть устойчивыми во времени г) реакции на электродах должны протекать с достаточно высокими скоростями. Таким требованиям могут удовлетворять некоторые электрохимические реакции, характеризующиеся потенциалами, лежащими между потенциалами водородного и кислородного электродов (рис. 66). При отсутствии в системе газообразных водородов и кислорода и при малой электрохимической поляризации электродов на них будут протекать лишь основные реакции. Системой, удовлетворяющей указанным требованиям, может быть 12+ + 2е ч 21" Е = 0,53 В. Потенциал ее положительнее потенциала водородного электрода и при рН< 11 отрицательнее потенциала кислородного электрода, поэтому в водных растворах в присутствии иода и ионов I" кислород и водород выделяться не будут. Эта реакция в прямом и обратном направлениях протекаете небольшой электрохимической поляризацией, следовательно, на электродах можно получить [c.367]

Если система, в которой проводят электролиз, содержит различные окислители, то на катоде будет восстанавливаться наиболее активный пз них, т. е. окисленная форма той электрохимической системы, которой отвечает наибольшее значение электродного потенциала. Так, при электролизе кислого водного раствора соли никеля при стандартных концентрациях (или, точнее, активностях) ионов Н+ и Ni + [c.189]

Интересно отметить, что невозможность измерения истинно равновесного потенциала железа обычно связывали с его структурной неоднородностью, вызывающей электрохимическую коррозию, однако имеется иная возможность протекания процесса по изложенному выше механизму. Нормальный равновесный потенциал обратимой реакции (158) близок к нормальному потенциалу ионизации железа Fe Fe + - - 2е (соответственно —0,463 В и —0,440 В по н. в. э. [103]), и поэтому образование промежуточного соединения неизбежно при равновесных условиях ионизации — восстановления железа в водных растворах, а следовательно, неизбежен необратимый процесс по реакции (159) или (161). [c.112]

Если в масле имеется вода, содержащиеся в нем коррозионно-активные вещества (органические кислоты, сернистые соединения и т. п.) диссоциируют в водном растворе на ионы, и тогда коррозия носит электрохимический характер. Электрохимическая коррозия, в отличие от химической, протекает в виде двух одновременных самостоятельных процессов — анодного и катодного, каждый 3 которых локализуется на определенных участках металла, контактирующего с маслом. Электрохимическая коррозия особенно интенсивна, когда обводненное масло контактирует с металлами, имеющими разный электрохимический потенциал, однако даже у одного металла всегда имеются химически неодно родные участки с различными потенциалами между ними при взаимодействии с электролитом и возникает гальванический ток. Разрушение металла при электрохимической коррозии происходит только на анодных участках, причем количество прокорродировавшего металла (Зм (в г) можйо определить из выражения [8] [c.15]

Наряду с экспериментальными методами определения стандартных электродных потенциалов важное место занимает расчетный метод с использованием термодинамических данных, особенно полезный, когда электроды неустойчивы, например щелочные или щелочноземельные металлы в водных растворах их солей или оснований. Расчетный метод основан на том, что потенциал электрода равен э. д. с. электрохимической цепи, составленной из данного и стандартного водородного электрода. Например, для электрода Na+ Na цепи Ыа Ыа+ЦН+ Н2, Р1 соответствует реакция [c.478]

Равновесный потенциал различных электродов, погруженных в раствор собственной соли, в котором активность (концентрация) ионов данного металла равна единице (1 моль/л), измеренный относительно нормального водородного электрода, называется нормальным, или стандартным, потенциалом и,.). Для всех металлов они образуют так называемый электрохимический ряд напряжений (табл. 3.1) или стандартные электродные потенциалы элементов в водных растворах при температуре 25 °С. [c.34]

Специфика электролиза индивидуальной расплавленной соли при применении жидкого катода из расплавленного металла заключается в том, что концентрационная поляризация вследствие высокой подвижности ионов практически отсутствует, отсутствуют также затруднения, связанные с электрокристаллизацией. Электрохимическое перенапряжение очень мало, так как токи обмена в расплавах для всех металлов велики 0,5—3,3 А/см (в водных растворах io = 10 — 10 A/ м ). Поэтому отклонение потенциала от равновесного значения обычно мало (от 2 до 30 мВ). [c.470]

Изучение перенапряжения прн электролитическом выделении водорода представляет значительный интерес для теории и практики. Найденные при этом закономерности могут служить в качестве исходных данных для обобщений в области электрохимической кинетики. Величина водородного перенапряжения и зависимость его от различных факторов учитываются при создании технологических электрохимических процессов. Например, при электролизе водных растворов солей цинка на катоде могут протекать реакции разряда ионов Zn ((pzn - ,zn = —0.76 В) и ионов Н" (в нейтральном растворе фн -,н, = —0,41 В). Вследствие высокого перенапряжения водорода на цинке потенциал его выделения сдвигается в сторону более отрицательных значений, благодаря чему возможно катодное осаждение металла с выходом по току 90—95%. [c.513]

Потенциал этой реакции вычисляется по данным реакций III и I должен быть равным = —0,388 в. Из сопоставления потенциалов приведенных электрохимических реакций видно, что устойчивыми в водных растворах будут ионы 1пЗ+. В избытке щелочи индий может образовать индаты, в которых находится в комплексном анионе. [c.554]

Электроосаждение алюминия из неводных растворов является одним из перспективных направлений гальванотехники. Из органических электролитных растворов, электрохимические свойства которых определяются природой применяемого растворителя и составом раствора, могут быть получены практически все известные металлы. Наибольший интерес представляет осаждение металлов, которые не могут быть получены электролизом водных растворов. Если осаждение металла происходит при потенциалах более отрицательных, чем потенциал разряда ионов [c.108]

Одним из металлов, электрохимическое осаждение которого представляет интерес для современной техники, является алюминий. Стандартный потенциал алюминия (—1,66 В) значительно отрицательнее потенциала выделения водорода, поэтому металл не может быть выделен путем электролиза водных растворов, что препятствует использованию алюминия как гальванического покрытия. [c.109]

Большое положительное значение перенапряжения можно показать на примере электрохимического выделения водорода. Электродные потенциалы цинка, кадмия, железа, никеля, хрома и многих других металлов в ряду напряжения имеют более отрицательную величину равновесного потенциала по сравнению с потенциалом водородного электрода. Благодаря перенапряжению водорода на указанных выше металлах при электролизе водных растворов их солей происходит перемещение водорода в ряду напряжений в область более отрицательных значений потенциала и - становится возможным выделение многих металлов на электродах совместно с водородом с большим выходом металла по току . Так, выход по току при электролизе раствора 2п504 более 95%. Это широко используется в гальванотехнике при нанесении гальванических покрытий и в электроанализе. Изменением плотности тока и материала катода можно регулировать перенапряжение водорода, а значит и восстановительный потенциал водорода и реализовать различные реакции электрохимического синтеза органических веществ (получение анилина и других продуктов восстановления из нитробензола, восстановление ацетона до спирта и др.). Перенапряжение водорода имеет большое значение для работы аккумуляторов. Рассмотрим это на примере работы свинцового аккумулятора. Электродами свинцового аккумулятора служат свинцовые пластины, покрытые с поверхности пастой. Главной составной частью пасты для положительных пластин является сурик, а для отрицательных — свинцовый порошок (смесь порошка окиси свинца и зерен металлического свинца, покрытых слоем окиси свинца). Электролитом служит 25—30% серная кислота. Суммарная реакция, идущая при зарядке и разрядке аккумуляторов, выражается уравнением [c.269]

Объяснить это несоответствие можно следующим образом. Прн сравнении металлической активности в группах сопоставляются потенциалы ионизации металлов в вакууме тот металл более активен, у которого потенциал ионизации меньше. В группе сверху вниз потенциал ионизации уменьшается. В электрохимическом ряду напряжений металлы расположены в порядке уменьшения активности, т. е. увеличения потенциалов ионизации, но не в вакууме, а в водных растворах. Если в вакууме образование катиона металла заканчивается отрывом электрона от атома металла, на что затрачивается энергия, равная потенциалу ионизации, то в водном растворе образовавшийся катион будет гидратироваться, что сопровождается выделением энергии гидратации. Следовательно, энергия ионизации атома в водном растворе включает в себя сумму двух величин потенциал ионизации и энергию гидратации. Энергия гидратации катиона тем больше, чем больше его заряд и меньше радиус при одинаковом заряде. [c.147]

В водных растворах электролитов существует несколько уровней полной потенциальной энергии электронов. В дальнейшем нас будут интересовать те уровни, которые связаны с присутствием в растворе положительных или отрицательных ионов. Рассмотрим вначале этот вопрос на примере чистой воды. Так как при равновесии электрохимический потенциал fig для любых уровней полной потенциальной энергии имеет одинаковое значение, определяемое формулой (152), полная потенциальная энергия электронов на данном уровне может быть выражена как разность электрохимического потенциала и концентрационного члена для этого уровня. Для уровня, соответствующего ионам ОН , получаем [c.187]

Электрохимический метод. Низкий (—3,02 В) нормальный потенциал лития исключает возможность его получения из водных растворов солей. Электролиз растворов галогенидов лития в органических растворителях (пиридине, ацетоне, нитробензоле) дает небольшой выход по току (30—40%). Поэтому практическое значение получил только электролиз расплавленных солей. [c.68]

Процессы, происходящие при выплавке чугуна, стали и других металлов, включают в себя взаимодействие между металлом и шлаком. Так как металлургические шлаки являются электролитами, то подобные реакции имеют электрохимическую природу. Так же как и в случае металла, погруженного в водный раствор электролита, иа границе жидкой стали и расплавленного шлака возникает двойной электрический слой. Поэтому между этими двумя фазами существует скачок электрического потенциала, который влияет иа обмен ионами между металлом и шлаком, т. е. на протекание химических реакций сталеплавильного производства. Двойной электрический слой может, например, возникнуть в результате перехода закиси железа из шлака в металл по реакции [c.271]

Ионселективные электроды — это электрохимические полуэлементы, в которых разность потенциалов на границе раздела фаз электродный материал — электролит зависит от концентрации (точнее, от активности) определяемого иона в растворе. Электродный материал представляет собой твердую или жидкую мембрану, в которую введено вещество, способное отщеплять подлежащие определению ионы. Эти ионы при соприкосновении с водой или с водным раствором электролита способны переходить в него. Иногда, наоборот, ионы нз раствора проникают в мембрану. В результате поверхность мембраны приобретает заряд, противоположный заряду перешедших в раствор ионов, и на границе раздела фаз возникает потенциал, значение которого зависит от активности данных ионов в растворе. Если мембрана разделяет два раствора с различной активностью, например однозарядных ионов, тогда потенциал определяется уравнением Нернста [c.467]

Очевидно, чем больше различаются между собой стандартные потенциалы обоих электродов, тем выше будет эдс элемента. Однако в электрохимических системах с высокой эдс часто наблюдается самопроизвольное химическое взаимодействие веществ электродов с компонентами электролита. Рациональный выбор электрохимических пар электродов весьма ограничен и определяется анализом всех свойств материалов электродов. Например, несмотря на весьма отрицательный потенциал, литиевый электрод практически трудно использовать в водных растворах из-за бурного взаимодействия лития с водой, а калий в таких растворах даже взрывается. [c.19]

В научном отношении процессы при катодной защите от коррозии изучены более полно, чем при других способах защиты металлов. Коррозия металлов в водных растворах или грунтах является в принципе электрохимическим процессом, управляемым электрическим напряжением-потенциалом металла в растворе электролита. При снижении потенциала в соответствии с законами электрохимии движущая сила реакции должна уменьшаться, а следовательно, должна снижаться и скорость коррозии. Все эти взаимосвязи известны уже более ста лет и катодная защита в отдельных случаях осуществлялась на практике уже весьма давно, однако применение этого процесса в промышленных масштабах существенно задержалось. Способы катодной защиты в некоторых областях представлялись слишком чужеродными , а необходимость проведения электротехнических мероприятий вынуждала отказываться от их практического применения. Практика катодной защиты и на самом деле значительно сложнее ее теоретических основ. [c.17]

Гипотеза, связанная с влиянием ионов СЬ, Вг и Электрохимическая модель массопереноса (МТК) была разработана для КР в водных растворах [215, 216]. Эта модель была получена исходя из теоретического анализа и экспериментальных наблюдений. Она применима для областей II и Па роста трещин. В этих областях скорость роста трещин при КР примерно линейно зависит от потенциала. Скорость роста трещин при КР изменяется в [c.394]

При установлении между окисной пленкой и объемом кристалла электронного равновесия в рассматриваемой системе образуется общий уровень электрохимического потенциала электронов, который не может проходить выше зоны проводимости и ниже валентной зоны. Поэтому энергетические уровни окисной пленки, оказывающие наибольшее влияние на величину коэффициента поверхностной рекомбинации, должны находиться вблизи уровня на расстоянии, не превышающем ширины запрещенной зоны для данного кристалла (см. рис. 53 и 58). Считая, что гидратированная окисная пленка вместе с адсорбированными в ней частицами подобна водному раствору, и обращаясь к рис. 53, мы приходим к выводу, что наиболее эффективными центрами рекомбинации в окисной пленке являются атомы или ионы элементов, располагающихся в правой части ряда напряжений металлов или металлоидов (см. стр. 192). Такими элементами являются водород, медь, серебро, золото, а также кислород и сера. Напомним, что именно для ионов этих элементов характерна высокая скорость электронного обмена при контакте металла или полупроводника с электролитом. Поэтому дe aнный [c.210]

Электрохимическое выделение мета [Лов из водных растворов происходит при более отрицательном иотегщиале, чем равновесный потенциал соответствующего металла в данных условиях. Разность между ноте1щиалом электрода под током (прп катодном выделении металла) и соответствующим обратимым электродным потенциалом дает электродную нолярнзанию [c.453]

Электрохимическая коррозия — это взаимодействие металла с коррозионной средой (электролитом), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от величины электродного потенциала. Электрохимическая коррозия протекает только при контакте поверхности металла с электролитом, т. е. с токопроводящей средой (водными растворами солей, кислот, щелочей). Практически поверхность любого металла в ат осфе-ре покрывается тонкой водной пленкой различной толщины в зависимости от температуры и влажности воздуха, а также от температуры металлической поверхности. В этой пленке растворяются содержащиеся в воздухе газы (диоксид углерода, оксиды азота и серы, сероводород и др.) и мелкие частицы (пыль) различных солей, что приводит к образованию электролита. [c.279]

Изучены электрохимические свойства углеродных материалов в смешанных водно-органических растворителях. Установлено, что при переходе от водной среды к водно-органическим происходит изменение механизма сорбции. Влияние потенциала поляризации на электросорбцию органических веществ в водноорганических средах более выражено, чем в водных раствор. [c.201]

Разность потенциалов на концах электрохимической цепи с переносом содержит Дфдифф и, следовательно, отличается от э. д. с., которая используется для расчета ДО химической реакции. Введение поправок на диффузионный потенциал по формуле (VI.28), естественно, приводит к ошибкам в АО. При этом следует учитывать, что ошибка в Дфд ФФ, равная 1 мВ, эквивалентна ошибке в АО, равной 0,1 кДж/моль. Существует способ резкого уменьшения диффузионного потенциала, который заключается в том, что между двумя растворами включают солевой мостик, т. е. концентрированный раствор соли, у которой Такими свойствами обладают, например, водные растворы КС1 и NH4NO3. При включении солевого мостика одна граница между двумя растворами I и II заменяется двумя, например I — КС1 и КС1 — И. Но на каждой из новых границ в согласии с формулой (VI.28) Афд фф меньше, чем на первоначальной, и, кроме того, диффузионные потенциалы на новых границах обычно обратны по знаку, так что общий их вклад в измеряемую разность потенциалов резко снижается. Таким образом, изменение измеряемой разности потенциалов при включении солевого мостика А в первом приближении может служить мерой первоначального диффузионного потенциала . Если величина S.E хорошо согласуется со значением Афд фф, рассчитанным по формуле (VI.28), то дис узионный потенциал можно элиминировать и по исправленным значениям Е проводить приближенные термодинамические расчеты. Так, например, на границе 0,1 н. растворов НС1 и Na l А = =33,1 мВ, а формула (VI.28) дает Дфд фф=33,4 мВ. Электрохимическую цепь с переносом и с элиминированным диффузионным потенциалом схематически изображают следующим образом [c.112]

С увеличением концентрации ПАОВ ингибирование электрохимических реакций возрастает. Известно, однако, что при переходе от водного раствора реаги-рующеГ частицы к ее раствору, например в пропиловом спирте, скорость электрохимических реакций проходит через минимум (рис. 5.7). При сопоставлении зависимостей потенциала полуволны Е /2 реакции восстановления и дифференциальной емкости от концентрации пропи-лового спирта видно, что наименьшее значение емкости двойного слоя практически совпадает с максимальным сдвигом 1/2 в сторону более отрицательных потенциалов. Аналогичные эффекты были обнаружены для большого числа электрохимических систем, однако не имеют пока [c.173]

Рассмотрим основы электрохимической теори коррозии на примере растворения цинка в кислоте. Предположим вначале, что цинковый электрод погружен в водный раствор соли Zn b и приобрел соответствующий уравнению Нернста равновесный потенциал znEp. При отклонении потенциала электрода в катодную сторону от znEp на его поверхности выделяется цинк. При отклонении потенциала в анодную сторону происходит растворение [c.252]

Наиболее полную информацию для решения первой задачи и частично второй (когда завершение химической реакции обнаруживают электрохимическими методами) можно получить путем изучения кривых зависимости ток — потенциал [I =/( )]. Учитывая, что в основном кулонометрическому анализу подвергают водные растворы определяемых веществ, следует принимать во внимание также нозможность элек-тровосстановления или окисления самого растворителя (см. книга 2, гл. VII, 2). [c.192]

Иончувствительные мембраны (ИЧМ) представляют собой основу многих электрохимических методов анализа. По агрегатному состоянию различают твердые, жидкие и пластифицированные мембраны. Электрический потенциал, возникающий на границе мембрана-водный раствор, определяется активностью, а при определенных условиях концентрацией заряженных частиц водного раствора. Пластифицированные ИЧМ - область исследований кафедры аналитической химии - должны обладать следующими физическими, механическими и химическими свойствами ионной проводимостью, прочностью, достаточной электропроводностью. ИЧМ можно отнести к классу наполненных полимеров. На сегодня состав мембранных композиций ИЧМ стандартен. В качестве матрицы таких полимеров до сих пор чаще всего используют поливинилхлорид (ПВХ) в настоящее время проводятся активные исследования других полимеров с точкой стеклования ниже комнатной прежде всего полимеров акрилового ряда. [c.72]

Электрохимичес кий потенциал и работа выхода электронов в водном растворе могут быть выражены через электрохимические потенциалы других частиц (например, по формуле (23)1. Рассматривая диссоциацию молекулы НзО на электрон, ион Н+ и молекулу кислорода Оа получаем [c.186]

Вполне вероятно, что при этом возможность сопряженного протекания реакции разряда ионов водорода будет исключена. Однако водные растворы могут содержать другие окислительно-восстанови-тедьные системы, потенциалы которых положительнее, чем потенциал металла и тогда электрохимическое саморастворение металла будет протекать по такой схеме [c.242]

Трещины в результате КР возникают менее чем за 5 мин из механического надреза при испытаниях высоконагруженного алюминиевого сплава, чувствительного к КР при погружении в нейтральный водный раствор хлорида натрия при комнатной температуре [44]. В такой же комбинации раствор — сплав возникновение коррозионной трещины, на которую влияет катодная поляризация, может происходить за 5 с после наложения электрохимического потенциала, значение которого находится между гез1-потенциалом и потенциалом пробоя (образования питтинга) [44]. Результаты систематического исследования этого эффекта, показывающие возможность протекания диффузии разрушающих агентов через металл за фронт трещины, будут способствовать развитию механизма КР высокопрочных алюминиевых сплавов. [c.297]

Такие сплавы, как Т1 — 11,5Мо — 62г — 4,55п и т. д. (см. рис. 79), по-видимому, не соответствуют общей классификации, описанной выше. Наиболее чувствительная микроструктура в этих сплавах состоит из тонких видманштеттовых выделений а-фазы в матрице рекристаллизованной р-фазы. Хотя электрохимические параметры (например, концентрация, потенциал) имеют точно такое же влияние на свойства при КР, как и для сплавов, описанных выше, характер разрушения нри этом межкристаллитный. Из имеющихся ограниченных данных можно заключить, что характер разрушения при КР зависит от структуры и не зависит от состава. Немного известно о факторах, контролирующих этот вид межкристаллитного разрушения. Высокочувствительные сплавы Ti — А1 проявляют тенденцию к разрушению сколом как на воздухе, так и в водных растворах. Интересно, что сплав Т1 — 11,5Мо — 67г — 4,55п проявляет тенденцию к межкристаллитному разрущению на воздухе, как показано на рис. 101 [103]. Из рис. 101, а также очевидно, что скольжение является турбулентным, что отличается от поведения снлавов, чувствительных к транскристаллитному разрушению при КР. Однако при более тщательном анализе морфологии разрушения обнаружено стремление к плоскостному скольжению в областях, примыкающих к границам зерен (рис. 101, б) [105]. [c.410]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология