Водорода катодное выделение механизм

Изучение водородного перенапряжения позволяет выяснить механизм этой реакции и представляет большой интерес с теоретической точки зрения. Установленные при этом закономерности можно частично распространить и на другие электрохимические реакции, что значительно повышает теоретическую значимость работ по водородному перенапряжению. Изучение водородного перенапряжения имеет также большое практическое значение, потому что современная промышленная электрохимия является преимущественно электрохимией водных растворов, и процессы электролитического разложения воды могут накладываться на любые катодные и анодные реакции. Водородное перенапряжение составляет значительную долю напряжения на ваннах по электролизу воды и растворов хлоридов. Знание природы водородного перенапряжения позволяет уменьшить его, а следовательно, снизить расход электроэнергии и улучшить экономические показатели этих процессов. В других случаях (электролитическое выделение металлов, катодное восстановление неорганических и органических веществ, эксплуатация химических источников тока) знание природы водородного перенапряжения позволяет успешно решать обратную задачу — нахождение рациональных путей его повышения. Все эти причины обусловили то, что изучение процесса катодного выделения водорода и природы водородного перенапряжения всегда находилось и находится в центре внимания электрохимиков. [c.397]

Временно наиболее эффективным способом удаления адсорбированного водорода. При диффузионном механизме все стадии протекают быстрее, чем удаление молекулярного водорода, растворенного в слое электролита, примыкающем к поверхности электрода. Кроме перечисленных, возможны также и другие кинетические варианты катодного выделения водорода. Так, например, может оказаться, что константы скорости двух или большего числа стадий мало отличаются друг от друга. Тогда при изменении условий, в которых происходит реакция, один механизм может замениться другим. При неизменных условиях на одном и том же электроде вследствие неоднородности его поверхности могут существовать участки, где выделение водорода совершается разными путями. [c.406]

Действительный механизм катодного выделения водорода на каждом данном металле удается установить на основании всесторонних экспериментальных исследований и их сопоставления с выводами, вытекающими из теории возникновения различных видов перенапряжения. [c.406]

Эти соображения, высказанные Л. И. Антроповым, привели его к заключению о существовании двух крайних групп металлов с различным механизмом перенапряжения водорода. К первой нз них относятся металлы групп платины и железа, обладающие высокой адсорбционной способностью по отношению к водороду. На этих металлах стадия рекомбинации должна играть решающую роль в кинетике катодного выделения водорода. Вторая группа включает ртуть, свинец, кадмий и другие металлы, почти не адсорбирующие водород. На металлах второй группы кинетика выделения водорода определяется стадией разряда. [c.412]

Потенциодинамическим методом получали кинетические параметры электродного процесса при различных pH, на основании которых рассчитывали значения критериев реакции катодного выделения водорода. В результате анализа соответствия величин критериев требованиям той или иной теории установили влияние ингибитора ИКУ-1 на механизм процесса в НС1 и реагенте РВ-ЗП-1. Относительная ошибка определения плотности тока коррозии стали в сериях из пяти опытов составляла не более 2%. [c.284]

Однако в зависимости от величины энергии связи адсорбированного водорода с поверхностью металла и от величины поляризации электрода катодное выделение водорода может протекать и по другим механизмам. Так, в определенных условиях лимитирующей может оказаться реакция электрохимической десорбции (И) или (Па) [c.344]

Пределы перенапряжений и энергий связи металла с водородом м-н, при которых возможен тот или иной механизм катодного выделения водорода, представлены на рис. 180. [c.344]

При обсуждении закономерностей многостадийных процессов предполагалось, что заполнение поверхности промежуточными продуктами реакции мало и его можно не учитывать. Анализ реакции катодного выделения водорода на различных металлах указывает на необходимость учета заполнения поверхности адсорбированным водородом. Это приводит к существенному усложнению кинетических соотношений. Рассмотрим уравнения для процесса удаления по механизму электрохимической десорбции [реакции (I) и (П)1. [c.345]

Уравнение (УИ1.91) было выведено И. Тафелем, который рассматривал процесс катодного выделения водорода и предполагал, что медленной стадией этого процесса является рекомбинация атомов водорода в молекулу водорода. Поэтому теорию выделения водорода, предложенную Тафелем, называют рекомбинационной теорией. Так как для выделения водорода по механизму Тафеля р=2 и л=1, то наклон поляризационной кривой в координатах Т1—lg / при больших г) должен быть равным 2,З Г/2/= 29 мВ при 25°С. На ртутном электроде наклон поляризационной кривой выделения водорода составляет около 116 мВ. Рекомбинационная теория не позволяет (без дополнительных предположений) также объяснить зависимость т] от pH и состава раствора и оказывается, таким образом, неприменимой к процессу катодного выделения водорода на ртути. Однако медленность рекомбинации атомов водорода необходимо учитывать на металлах, хорошо адсорбирующих водород (металлы группы платины и группы железа). При [c.205]

На рис. 2 представлен ход изменения т] от pH раствора в широком диапазоне изменения этой величины. Две ветви этой кривой соответствуют двум механизмам катодного выделения водорода. (Один из них, соответствующий первой ветви, рассмотрен в ответе 9). Механизм второго процесса (при рН>7) определяется выделением водорода из Н2О, а не из Н3О+. [c.249]

Излагается теория двойного слоя на границе металл—раствор и механизм возникновения скачка потенциала на этой границе. Обсуждается поведение металлических электродов в условиях протекания внешнего тока па основе общей теории кинетики электродных процессов. Детально рассматриваются кинетические закономерности процессов катодного выделения водорода, электрохимического восстановления кислорода и ионизации металлов. Выведены выражения, определяющие коррозионное поведение металлов в условиях их саморастворения для случая идеально однородной поверхности и при ее дифференциации на анодную и катодную зоны. [c.2]

С. М. Решетников [12], сопоставляя механизм торможения катодного процесса ингибиторами различной природы с влиянием их на кинетические характеристики, пришел к заключению, что ингибиторы, действующие по блокировочному механизму не изменяют механизм катодного выделения водорода, а только уменьшают долю поверхности, на которой протекает катодный процесс. Ингибиторы, действующие по энергетическому механизму, замедляют стадию разряда, и она становится лимитирующей. [c.29]

В механизме растворения металлов в кислотах значительная роль отводится анионам растворителя (по Я. М. Колотыркину), так как установлено, что скорость растворения металлов в кислых растворах электролитов зависит не только от концентрации ионов водорода, которые непосредственно участвуют в процессе, но и от природы и концентрации анионов, не принимающих на первый взгляд такого участия. Изменение анионного состава раствора может приводить к изменению катодного (выделение водорода) и анодного процессов. Получены данные о непосредственном участии анионов в реакциях разряда и образования металлических ионов. [c.77]

Окончательное решение вопроса о том, какая из рассмотренных моделей фактически соответствует механизму прохождения переменного тока через ДСК-электрод, следует отложить до получения более обширных экспериментальных результатов. Однако можно полагать, что развитые представления соответствуют действительности, ибо они не находятся в противоречии с данным объяснением механизма катодного выделения водорода. Согласно этим представлениям, переменный ток в основном проводится емкостью двойного слоя и лишь при анодной поляризации на малых частотах делается заметным обратимое окисление катализатора. Если все же эти представления не оправдываются, то нужно попытаться найти новое объяснение процесса катодной поляризации, в основе которого не лежит замедленный разряд. [c.274]

Также изучали механизм действия ингибиторов путем анализа их влияния на кинетику катодного выделения водорода. [c.161]

Для этого потенциодинамическим методом получали кинетические параметры коррозии стали Е (потенциал электрода при протекании катодного тока к) и Т1н (перенапряжение по водороду) в неингибированной и ингибированной средах при различных pH. Исходя из теории замедленной электрохимической десорбции, экспериментальными критериями оценки механизма реакции катодного выделения водорода принимали величины производных ЭЕ /ЭрНи д Jдp i, которые характеризуют зависимость кинетических параметров катодного процесса от pH среды. [c.161]

Величины производных <ЗЕк/орН и dig it/ppH приведены в табл. 3. Из экспериментальных и расчетных данных следует, что значения критериев процесса катодного выделения водорода в неингибированной КС ближе к требованиям теории замедленной рекомбинации. Вероятно, на большей части поверхности стали реализуется рекомбинационный механизм, а на остальной - разрядный и десорбционный. [c.163]

В табл. 44 представлены численные значения критериев оценки механизма реакции катодного выделения водорода на стали 20 в неингибированной и ингибированной разработанными реагентами среде NA E. [c.300]

Известно [11. 12], что экспериментальными критериями, определяющими механизм катодного выделения водорода в неингибированных и ингибированных кислых коррозионных средах, являются величины производных йЕк- арН и olg i ./iTpH, которые характеризуют зависимость кинетических параметров реакции от pH среды. Основные особенности механизма выделения водорода подробно проанализированы в [13, 14, 15] и представлены в табл.1. Для теории замедленной электрохимической десорбции при достаточно высоких перенапряжениях значения кинетических параметров реакции не отличаются от та-ковых лля тсорнн замедленного разряда [2 . [c.181]

Соединения АОД, ДОД, АОФ и ДИ практически не влияют на параметры катодной реакции и, следовательно, на механизм выделения водорода. При введении в коррозионную среду соединений 01, 02, МД и КБ величины кинетических параметров близки к расчетным значениям, 1юлученным по теории замедленного разряда. По-видимому, в данном случае лимитирующей является стадия разряда. Поскольку кинетика коррозии металла в кислых сероводородсодержащих средах определяется реакцией катодного выделения водорода, соединения 01. 02, МД и КБ, эффективно препятствуя этому процессу, значительно снижают скорость общей коррозии. [c.184]

Так как для механизма Тафеля р=2 и /г = 1, то тангенс угла наклона поляризационной кривой в координатах т]—lg г при больших т) на электроде с однородной поверхностью должен быть равным 2,ЗКТ12Р, т. е. 29 мВ при 25°С. Для ртутного электрода тангенс угла наклона поляризационной кривой выделения водорода составляет примерно 116 мВ. Рекомбинационная теория без дополнительных предположений не позволяет также объяснить зависимость перенапряжения от pH и состава раствора. Поэтому рекомбинационная теория неприменима к процессу катодного выделения водорода на ртутном электроде. [c.302]

При электрохимическом механизме нет необходимости в прямом соударении частиц окислителя и восстановителя между собой окислительные и восстановительные процессы протекают раздельно с участием металлической поверхности, которая принимает электроны от восстановителя (в данном примере от атомов цинка) и передает их окислителю (ионам водорода). Поляризационные кривые, отвечающие парциальным реакциям (I) и (И) на цинковом электроде, приведены на рис. 181. Равновесный потенциал цинкового электрода в растворе соли цинка 2п р более отрицателен, чем равновесный водородный потенциал н. р- Предположим, что цинковый электрод опущен в раствор соли 2пС1г и, следовательно, имеет потенциал При добавлении соляной кислоты к раствору гпСЦ на поверхности цинка начнется выделение водорода, что сместит потенциал электрода в анодную сторону. При этом скорость выделения водорода падает и одновременно возрастает скорость растворения цинка. Наконец, устанавливается стационарное состояние, когда токи катодного выделения водорода и анодного растворения цинка равны 1=— 2. В стационарных условиях при разомкнутой цепи цинковый электрод приобретает потенциал лежащий между равновесными потенциалами и н, р. Потенциал Е называется стационарным или смешанным (компромиссным) потенциалом. При стационарном потенциале [c.348]

Кичигин В. И. Исследование механизма действия ингибиторов катодного выделения водорода методом электрохимического импеданса // Электрохимия.— 1976.— Т. 10.— С. 1598. [c.175]

Механизм катодного и анодного газовыделення, по-видимому, сложен, так как катодный и анодный выходы по току составляют 100% [43, 56, 78]. Методом газовой хроматографии установлено, что основным компонентом катодного и анодного газа является водород [43]. Выделение водорода на аноде приписывается разряду отрицательно заряженных ионов водорода, существующих в неводных системах. Не исключено также, что водород может самопроизвольно выделяться под действием свежеобразованной поверхности алюминия, катализирующей процесс разложения комплексов эфирно-гидридного электролита [56, 79]. [c.24]

Полученные результаты позволяют достаточно обоснованно судить о механизмах действия соединений АОД, ДОД, ДИ, АОФ, МД, КБ, 01 и 02 в условиях коррозии под напряжением стали 17Г1С. Их высокие защитные свойства обусловлены способностью к образованию на поверхности эластичных адсорбционных пленок, хорошо выдерживающих воздействие на металл статических, динамических и циютических нагрузок. Торможение наводовоживания происходит также вследствие изменения лимитирующей стадии катодного выделения водорода при адсорбции ряда соединений на активных участках поверхности. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология