Водорода катодное выделение схема

Таким образом, процесс катодного выделения водорода можно представить следующей схемой [c.358]

Реакция выделения водорода по второй схеме протекает при больших скоростях и соответственно более высоких значениях катодного потенциала. Вследствие большой концентрации воды в растворе предельный ток весьма велик, и процесс описывается уравнением Тафеля в очень широком диапазоне катодных плотностей тока. [c.35]

Найденные разными авторами экспериментальные данные по величинам, характеризующим кинетику катодного выделения водорода на железе в кислых средах, довольно сильно различаются. Так, известны случаи, когда величина п = — (Эlg/к/(9pH имеет значение меньше 1, а величина Ьк = дЕк/д к не соответствует значению, требуемому теорией замедленного разряда. В связи с этим схему (1.17)—(1.18) можно представить в виде такой последовательности реакций [c.12]

В электролизере применяются биполярные электроды с выносными перфорированными листами, одинарная асбестовая диафрагма и наружные газосборные каналы для водорода и кислорода. Схема электролизера приведена на рис. 2-38. Анодная сторона электродов и поверхность диафрагменной рамы никелированы, заклепки для крепления диафрагмы изготовлены из чистого никеля. Катодная поверхность электрода подвергается специальной обработке для снижения перенапряжения выделения водорода, что позволяет уменьшить напряжение на ячейке примерно на 10% [144, 145]. [c.120]

Схема возникновения и механизма действия блуждающих токов была приведена на рис. 260. Блуждающие токи обусловлены утечками тягового тока с рельсов электротранспорта, работающего на постоянном токе. Почва является при этом шунтирующим проводником и в зависимости от величины электросопротивления рельсов и грунта ток, иногда весьма значительной силы (до десятков и сотен ампер) проходит по земле. Встречая на своем пути подземное металлическое сооружение (например, трубопровод или кабель) ток входит в него (в этой зоне имеет место катодный процесс, который приводит к подщелачиванию грунта, а иногда и выделению водорода) и течет по нему, пока не встретятся благоприятные условия его возвращения на рельсы. В месте стенания тока с сооружения происходит усиленное анодное растворение металла, прямо пропорциональное величине тока. Блуждающие токи имеют радиус действия до десятков километров в сторону от токонесущих конструкций, например, рельсовых путей. [c.390]

При пропускании тока в катодном пространстве собирается водород, а в анодном — кислород (в два раза меньшее по объему количество). Для регулирования скорости выделения газов на электродах в электрическую схему можно включить реостат. [c.12]

Катодная реакция выделения водорода на ртути (амальгаме) протекает с очень большим перенапряжением и, следовательно, с небольшой скоростью при потенциале ф1 (рис. 179). Для ее увеличения необходимо ввести дополнительный катод, не взаимодействующий с ртутью, обладающий малым перенапряжением выделения иа нем водорода и с возможно развитой поверхностью. Раньше применяли железные решетки, частично погружаемые в ртуть, а частично находящиеся в воде (щелочном растворе). Таким образом, создавался короткозамкнутый элемент ЫаН , /НаОН/Н2(Ре). Как видно из рис. 141, перенапряжение водорода на железе невелико и, следовательно, саморастворение идет с большой скоростью при потенциале срз (на схеме изображен случай, когда сопротивление электролита достаточно мало и им можно пренебречь). Недостатком железных катодов является их амальгамирование со временем, благодаря чему перенапряжение выделения водорода возрастает и скорость разложения падает. Значительно более высокие и постоянные во времени скорости разложения амальгам полу- чаются при применении графитовых катодов. Перенапряжение вьн деления водорода на графите мало, а амальгамация их не происходит. Чтобы иметь достаточно высокие скорости разложения [c.403]

Выделение водорода при коррозии металлов или при их катодной поляризации в кислотах можно выразить следующей схемой [c.57]

Предел катодной поляризации на платине в водном растворе устанавливают по выделению водорода, которое (в отличие от ртути) происходит при незначительных перенапряжениях. Кроме того, в растворе, насыщенном водородом (или после выделения водорода на электроде), при потенциалах вплоть до 0,3 В электрод полностью или частично заполнен нейтральным адсорбированным водородом. Свойства адсорбированного на платине водорода изучены довольно подробно. В последнее время в ряде статей Фрумкина и сотр. [81] была рассмотрена термодинамика границы раздела электрод - раствор при наличии адсорбированного водорода. Однако при экспериментальном изучении вопроса обычно используют нетермодинамические методы. Поверхностную концентрацию адсорбированного водорода можно, например, получить из кривых заряжения (см. рис. 28), измеряя количество электричества, протекшее до начала быстрого роста потенциала. Считается, что в этой точке адсорбированный водород полностью окислен. Во время измерений следует позаботиться о предотвращении повторной адсорбции водорода из раствора. Другой способ определения количества адсорбированного вещества основан на измерении емкости электрода, например мостовым методом. Однако теперь вследствие наложения фарадеевского процесса электрод нельзя представлять в виде простого конденсатора, соответствующего емкости двойного слоя. При наличии адсорбированного водорода импеданс электрода был представлен Долиным и Эршлером [82] в виде схемы [c.136]

В связи с большой важностью этого явления для промышленного электролиза целесообразно более подробно рассмотреть механизм включения диафрагменной рамы в электрохимические процессы и способы его предотвращения или снижения интенсивности. Наиболее обоснованным нам представляется предположение о монополярной работе диафрагменной рамы в качестве катода в результате соединения ее с катодом проводниками первого рода с большим или меньшим сопротивлением. Рама включается в электрохимический процесс по следующей схеме. Присутствующие в электролите соединения железа восстанавливаются на катоде, образуя слой металлической губки на его поверхности. Благодаря интенсивному выделению водорода на катоде частицы металлической губки отрываются от него и, осаждаясь на нижней полке рамы, образуют мостики, соединяющие электрически раму с катодной стороной биполярного электрода. В ходе работы электролизера эти мостики увеличиваются в размерах и уплотняются, а их сопротивление уменьшается, что приводит к сдвигу потенциала рамы в катодную сторону, тем большему, чем плотнее и больше мостики губчатого железа. [c.71]

Эта идея реализована в конструкции ячейки, схема которой показана на рис. II.5. Здесь катодная камера заменена на небольшую катодную трубку с внутренним диаметром 3—4 мм, впаянную обоими концами в стенки анодной камеры. Заполнение трубки электролитом происходит по принципу сообщающихся сосудов через нижний конец, а верхний всегда расположен над электролитом. Объем электролита в трубке составляет незначительную часть рабочего объема (1—2%). Катод — платиновую проволоку — впаивают на расстоянии —2 см от нижнего конца. Благодаря высокой поляризации катода и малому объему электролита в трубке на катоде происходит в основном выделение водорода и образование продуктов более глубокого восстановления органических веществ. Образующаяся в ходе электролиза граница прикатодного слоя электролита хорошо заметна визуально. При выключении тока эта граница постепенно размазывается, однако примерно в течение 1 ч мешающие продукты в анодное пространство не проникают. [c.96]

Потенциал катода, который устанавливается при электролизе, связан с легкостью разряда молекул растворителя. В случае водных растворов разряд ионов Н+ и молекул воды сопутствует большинству катодных реакций. Скорость и механизм выделения водорода и, следовательно, устанавливающийся потенциал, сильно зависят от природы металла. Представим ступени выделения водорода схемой [c.41]

Дальнейшее подтверждение приведенной схемы электродных реакций и их количественная характеристика были получены методом газометрии при катодной поляризации. В основу метода были положены следующие соображения. Если — скорость газовыделения на неполяризованном электроде, /к.п — сила тока катодной поляризации, к — коэффициент перехода от силы тока к эквивалентной скорости выделения водорода, v — наблюдаемая в условиях поляризации скорость выделения газа, то при наличии одного только дегидрирования должно иметь место соотношение [c.231]

Катодная реакция, сопровождающаяся выделением водорода, обычно протекает при коррозии металлов в кислотах или легких сплавов в растворах солей. Реакция разряда иона водорода на катоде (катодная деполяризация) происходит по следующей схеме [c.7]

Для определения величины электродной поляризации и снятия поляризационных кривых применяют электролизеры самых различных конструкций. На рис. 85 приведена схема установки, применявшейся для изучения поляризации при выделении водорода на ртутном катоде. Прибор состоит из трех основных частей электролитической ячейки 6, трубки 5 для ампулы с раствором и трубки 4 для ампулы с ртутью, спаянных в одно целое. Нижняя расширенная часть электролитической ячейки предназначена для ртути, служащей катодом. Анодом служит платинированная платина. Анод вставляется на шлифе в часть 1, которая отделена от катодного пространства краном 3, препятствующим диффузии продуктов электролиза из анодного пространства. [c.248]

Электролизер с биполярным насыпным электродом, который используется для получения перманганата калия, описан Р. И. Агладзе и Г. Р Агладзе [2]. Схема установки показана на рис. 10. В электролизере применяют растворимые ферромарганцевые электроды. На анодных участках биполярно работающих частиц ферромарганца происходит растворение марганца с его последующим окислением до ионов перманганата. Катодные участки покрываются пленкой из окислов марганца — продукта восстановления перманганата. На этих участках наблюдается выделение водорода, что способствует предотвращению короткого замыкания. Растворенные куски ферромарганца непрерывно заменяют новыми. Электролизер характеризуется высокой производительностью, которая примерно в десять раз выше про- [c.33]

КУЛОНОМЕТРИЯ — один из электрохимических методов анализа, основанный на измерении количества электричества, расходуемого на электролитич. восстановление или окисление. Необходимое условие для применения К. — 100%-ный выход по току данного вещества. В частности, при катодном процессе должны отсутствовать такие побочные процессы, как восстановление ионов водорода или растворенного кислорода, а также продуктов, образующихся ва аноде. Первый из этих процессов устраняется применением ртутного катода, обладающего высоким перенапряжением для выделения водорода, остальные — работой в атмосфере инертного газа и применением серебряного анода (при электролизе галогенидов) или соответствующих анодных деполяризаторов. Сила тока во время электролиза не остается постоянной поэтому для измерения количества электричества обычно пользуются кулонометрами различных типов (медным, серебряным, газовым) предложены электронные схемы приборов. [c.443]

Совместное выделение черни и водорода на катоде мы представляем себе так, как это показано на рис, 1. Эта схема не противоречит данным других авторов. Известно, что падение катодной плотности тока ниже [c.517]

Методика измерения емкости двойного слоя на металлах с высоким перенапряжением водорода в области катодных потенциалов принципиально не отличается от измерений на ртути. В других случаях измерение емкости с помощью переменного тока приходится проводить при одновременном протекании различных электрохимических процессов с заметной скоростью (выделение и ионизация водорода и кислорода, растворение металлов и др.). В простейшем случае, когда электрохимический процесс протекает необратимо, емкость двойного электрического слоя можно определить после пересчета измеренного по последовательной схеме импеданса электрода на параллельную схему соединения емкости и сопротивления. Пересчет производится по формулам [9] [c.152]

Искусственные среды имеют свою специфику при катодной поляризации в них металлов. Так, в кислотах катодные процессы сопровождаются в основном разрядом ионов водорода и выделением его молекул. Кинетика процесса чаще всего идет без существенного возрастания водородного перенапряжения. Схема процесса аналогична рассмотренной выше при коррозии металлов с водородной деполяризацией. Однако при внешней, катодной поляризации создается избыток электронов, облегчающий в целом выделение молекул водорода. Процесс идет в основном по реакции 2НзО+ +2е Н2+2НгО. [c.46]

Учитывая гидрофильность железа (в частности, возможность хемосорбции воды с частичным переносом заряда и образованием на поверхности адсорбированных гидроксид-ионов или радикалов ОНадс [9, 10]), в работе [11] предложена схема катодного выделения водорода на железе в кислых средах, согласно которой можно получить зависимость перенапряжения от pH среды меньшую, чем требует теория разряда [c.11]

Так как разрядка у электродов ионов самой воды протекает легче, чем ионов многих электролитов, при электролизе, например, N32804 у катода происходит выделение водорода (за счет ионов Н" воды), у анода — кислорода (по схеме 20Н — 2е = Нг0 + 0). В результате катодное пространство обогащается ионами На- и ОН, а анодное — ионами ЗО и Н , т. е. в первом из них накапливается свободная щелочь, а во втором кислота. [c.204]

В приведенных выше работах, как правило, ставилась цель выбрать наиболее коррозионно-устойчивый углеродный электрод и стабильные условия его работы. При использовании угля [246] или угольной крошки [247] в качестве деполяризатора катодного процесса выделения водорода или металла приходится решать обратную задачу ускорения процесса электроокисления углеродного материала. В достаточно концентрированной (5 М) H2SO4 и при повышенной ( 100° ) температуре заметная скорость ( 10 мА/см ) окисления угольной крошки достигается уже при = 1,0 В. Однако во времени характеристики угольного анода снижаются, что обусловлено, по мнению авторов [247], акопленаем поверхностных оксидов или продуктов их взаимодействия, например, по схеме [c.91]

За исключением явлений анодной пассивности и некоторых специальных случаев, большинство поляризационных кривых имеет сравнительно несложную форму и, следовательно, может быть построено с помощью более простого гальваностатичеоко-го способа. Не представляет больших сложностей и потенциостатический способ измерений, если не прибегать к специальным электронным потенциостатам — приборам, автоматически регулирующим заданные значения потенциала и позволяющим измерять соответствующие этим значениям силы поляризующего тока. Схема таких приборов сложна и в настоящее время не отработана окончательно, а получаемые результаты незначительно отличаются от тех, которые устанавливаются с помощью классического потенциостата [268]. Гальваностатический и потенциостатический методы снятия поляризационных кривых будут более подробно рассмотрены ниже, а сейчас обсудим те общие практически неизбежные трудности, которые снижают достоинство метода поляризационных кривых при исследовании коррозионных процессов или делают его полностью неприменимым. С этой целью рассмотрим отклонение реальных поляризационных кривых от идеальных для одного из наиболее часто встречающегося случая коррозии металлов в присутствии кислорода в нейтральных и слабокислых растворах [1, 52, 251]. В этих случаях идеальная кривая катодной поляризации имеет три характерных участка Л, В и С (рис. 99). Участок А показывает, что процесс катодной деполяризации при соответствующих силах коррозионного тока и значениях потенциала осуществляется за счет восстановления кислорода на локальных микрокатодах. Форма среднего участка кривой В определяется затруднением диффузии кислорода к микрокатодам. Верхний участок кривой С соответствует таким значениям силы коррозионного тока и потенциала, при которых катодный процесс начинает протекать за счет выделения водорода. Сложную форму идеальной кривой катодной поляризации можно рассматривать как последовательное сложение трех элементарных кривых I, II и III. Первая кривая может быть практически получена тогда, когда концентрация кислорода в растворе очень высока. В тех же случаях, когда достаточно велика концентрация ио- [c.164]

Еще большего снижения напряжения при электролизе с твердым электролитом можно достигнуть при деполяризации процесса выделения водорода кислородом или воздухом. Схема такого процесса представлена на рис. VI 1.43 (пат. США 4332662). К перфторировапной ионообменной мембране 3 с одной стороны примыкает пористый никелевый катод 2, активированный катализаторами, например серебром или медью. С другой стороны к мембране прижимается анод 4 — титановая сетка, покрытая диоксидом рутения. Кислород подается в катодную газовую камеру через трубу 9. Гидроксильные ионы, получающиеся нри восстановлении кислорода на катоде, с ионами натрия, переносимыми через мембрану из анодного пространства, образуют раствор едкого натра с концентрацией 293 г/л, отводимый через трубу 1. Анолит, содержащий 100 г/л Na l, подается по трубе 5. [c.239]

В более поздних исследованиях [72] Страуманис использует в описанной выше схеме внешний источник тока, благодаря чему удается варьировать пропускаемый через исследуемый металл анодный ток. Кроме того, осуществляется разделение катодного и анодного пространства, что обеспечивает возможность раздельного определения скорости выделения водорода на катоде и на аноде. [c.21]

Из (1.75) и (1.76) видно, что зависимость кор и lg/кор от pH определяется такими важными кинетическими параметрами катодного и анодного процессов, как 6к, 6а, п, т. Поскольку кинетические параметры катодного процесса зависят от механизма выделения водорода (при данном механизме анодного процесса), постольку по численным значениям производных (З корА рН = — [6к а/(6к + Ьа)] (т + п), lg/кop/(ЗpH = —(л6к- - г6а)/(6к + 6а) МОЖНО судить О ТОМ, ПО какой схеме идет катодный процесс. Такой прием впервые широко использи-вал в своих работах Л. И. Антропов, что позволило ему оценить механизм выделения водорода на многих металлах. [c.24]

Схема простейшей установки для определения толщины пленок показана на рис. 15. Вольтметр, включенный параллельно в сеть, служит для указания окончания процесса восстановления пленки при этом происходит езкое увеличение потенциала, так как один катодный процесс (восстановление пленки) заменяется другим (обычно выделением водорода). [c.36]