Поляризация электрода химическая

Поляризация. В процессе электролиза всегда возникает некоторая разность потенциалов между электродами, направленная противоположно той, которую мы накладываем извне. Это явление получило название поляризации. Различают химическую поляризацию и концентрационную поляризацию. [c.448]

Если свойства поверхностного слоя не изменяются во времени, то протекающий через электрод ток определяется только скоростью самого электродного процесса и размерами электрода. В этом случае плотность тока является мерой скорости электрохимической реакции. Если скорость наиболее замедленной стадии электрохимической реакции определяется стадией массопереноса, то поляризация называется концентрационной. Поляризация электрода, обусловленная медленной химической реакцией (в результате разряда или ионизации), называется химической поляризацией. Если скорость электролиза лимитируется процессами образования новой фазы, как, например, при катодном выделении металлов, то возникающая поляризация называется фазовой. Зависимость скорости процесса от потенциала поляризации, т. е. /=[(АЕ), графически выражается поляризационной кривой. Она может состоять из нескольких ветвей (рис. 191), причем участки кривой (сс1, е1 и т. п.) отвечают возникновению нового электрохимического процесса. [c.458]

Метод высокочастотного титрования, так же как метод низкочастотной кондуктометрии неизбирателен, позволяет проводить определения, нижний предел которых 10 М с погрешностью 2%, Основное достоинство метода — возможность анализировать агрессивные растворы, пасты, эмульсии. Поскольку метод бесконтактный, при титровании исключены поляризация электродов, не контактирующих с анализируемым раствором, их химическое взаимодействие с компонентами раствора. [c.112]

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 электро.химическая система работает как источник электрического тока (гальванический элемент, аккумулятор), поляризация электродов приводит к снижению напряжения на его клеммах. Допустим, что электродам электрохимической цепи в равновесном состоянии свойственны процессы [c.516]

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ — снижение или устранение поляризации электродов при работе химических источников тока или при электролизе. Происходит под влиянием деполяризаторов, т. е. веществ, вводимых в электролит или в состав электродов. В качестве деполяризаторов катода используют окислители, анода — восстановители. Деполяризаторы или сами участвуют в электродном процессе, или, не меняя природы процесса, увеличивают его скорость и тем самым снижают поляризацию электрода. [c.85]

Протекание химической реакции приводит к изменению концентраций потенциалопределяющих веществ О или R и к поляризации электрода. Для катодных процессов, протекающих по уравнению (I) или (И), перенапряжение связано или с недостатком вещества О (медленная [c.299]

Методы электролиза интенсивно используются в промышленности. Для выполнения электролиза необходимо строгое соблюдение ряда условий. Так, разность потенциалов, приложенная к электродам, не должна быть меньше определенной величины, которую называют потенциалом разложения или напряжением разложения. Существенное значение имеют плотность тока (сила тока, отнесенная к единице поверхности) температура, состав н концентрация раствора pH среды устранение возможного катодного и анодного перенапряжения, электрохимической, химической и концентрационной поляризации электродов учет влияния других факторов. В основе количественных соотношений при электролизе лежат законы М. Фарадея. [c.162]

Зависимость логарифма плотности тока от обратной температуры для трех видов поляризации приведена на рис. 192. Для процесса с концентрационной поляризацией прямые а, относящиеся к различным потенциалам, параллельны. Эффективная энергия активации не зависит от потенциала поляризации и равна 10— 12 кДж/моль. При химической поляризации прямые Ь, соответствующие различным потенциалам поляризации, располагаются веерообразно. Энергия активации электрохимической реакции понижается с ростом потенциала поляризации и при больших потенциалах, при большой скорости процесса приближается к энергии активации концентрационной поляризации. При химической поляризации энергия активации имеет тот же порядок, что и энергия активации химической реакции в растворах (40—80 кДж/моль). Действительно, при электрохимических реакциях потенциальный барьер, характеризуемый энергией активации, преодолевается не только за счет теплового движения молекул или ионов, но и за счет добавочной энергии, приобретаемой реагирующей частицей при ее прохождении через двойной электрический слой на поверхности электрода. Другим фактором, отличающим химическую поляризацию от концентрационной, является влияние перемешивания на скорость (плотность тока) электрохимического процесса. При концентрационной поляризации скорость процесса возрастает с перемешиванием особенно в области предельных токов, когда концентрация реагирующего вещества близка к нулю и лимитирующей стадией становится его доставка к электроду. Скорость электрохимических реакций с химической поляризацией не зависит от скорости перемешивания. [c.460]

Таким образом, напряжение электролизера с увеличением силы тока возрастает вследствие поляризации и омических потерь. Увеличение напряжения по сравнению с э. д. с. приводит к перерасходу электрической энергии по сравнению с энергией, рассчитанной по уравнениям химической термодинамики. Из уравнения (Х.21) видно, что напряжение может быть снижено уменьшением сопротивления электродов и электролита, а также поляризации электродов. Внутреннее сопротивление электролизера можно снизить применением электролита с высокой удельной электрической проводимостью, повышением температуры и уменьшением расстояния между электродами. Поляризация (концентрационная и электрохимическая) может быть снижена увеличением поверхности электродов, температуры, концентрации реагента, перемешиванием, а также уменьшением силы тока и применением электродов-катализаторов. Иногда поляризация при электролизе играет положительную роль. [c.201]

Гальванические первичные элементы. Гальваническими первичными элементами называют устройства для прямого преобразования химической энергии заключенных в них реагентов в электрическую энергию. Реагенты (окислитель и восстановитель) входят непосредственно в состав гальванического элемента и расходуются в процессе его работы. После расхода реагентов элемент не может больше работать. Таким образом, это источник тока одноразового действия, поэтому его еще называют первичным химическим источником тока. Гальванический элемент характеризуется э. д. с., напряжением, емкостью и энергией, которую он может отдать во внешнюю цепь. Э. д. с. элемента определяется термодинамическими функциями протекающих в нем процессов (см. 53). Напряжение элемента и меньше э. д. с. из-за поляризации электродов и омических потерь. [c.358]

Обычно условия химической реакции известны по данным титриметрических методов анализа, поэтому при различных плотностях тока электролиза снимают кривые поляризации = /( ) электродов из различного материала (Р1, Аи, Hg, W, С и др.) в растворе фона (при соответствующей кислотности среды и температуре) в отсутствие и в присутствии вспомогательного реагента. По полученным кривым находят отдельные значения плотности тока, наблюдаемые в фоне ( ф) и в смеси фон и вспомогательный реагент (i ou) при одном и том же значении потенциала испытуемого рабочего электрода. Эффективность тока X в процентах вычисляют по формуле [c.201]

Электрохимическая поляризация при электролизе. На практике при электролизе нередко сила рабочего тока, пропускаемого через электролитическую ванну за счет внешней электродвижущей силы, постепенно падает, несмотря на то, что напряжение на клеммах электрованны поддерживается постоянным. Вследствие этого процесс электролиза затормаживается, а иногда и совсем может приостановиться. Это обусловлено поляризацией (или электрохимической поляризацией) электродов, т. е. отклонением потенциала электрода от его равновесного значения. Важнейшими видами поляризации являются химическая и концентрационная. [c.179]

В рассмотренных случаях поляризация происходит благодаря протекающим на электродах химическим реакциям и образованию химических элементов. Такая поляризация называется химической. [c.384]

При протекании тока в этом элементе происходит концентрационная поляризация отрицательного электрода, вызванная растворением цинка, и химическая поляризация медного электрода. Поляризация называется химической в том случае, когда она вызывается изменением химической природы электрода. Так, в элементе Вольта поверхность медного электрода насыщается водородом и образуется водородный электрод , потенциал которого более низкий, чем потенциал медного электрода. [c.205]

На рис. 90 схематически показано изменение потенциалов гальванического элемента, от которого за счет изменения омического сопротивления отбираются токи различной величины, начиная от нуля (при бесконечно большом сопротивлении) до некоторой максимальной величины (когда омическое сопротивление равно нулю). Вследствие таких изменений разность потенциалов электродов гальванического элемента по мере того как сила протекающего тока возрастает будет непрерывно понижаться. Следовательно, работа переноса электрических зарядов с одного электрода на другой уменьшается. Э. д. с. элемента все в большей степени будет тратиться на поляризацию. В пределе, когда омическое сопротивление уменьшается до нуля, потенциалы анода и катода становятся равными, электрическая работа такого элемента стремится к нулю и э. д. с. гальванического элемента полностью расходуется на преодоление поляризации электродов. Сила тока в этом случае достигает максимального значения (т. е. химическая работа в данных условиях необратимости достигает максимального значения). [c.156]

Но пассивация металла может возникать за счет самого процесса коррозии в результате поляризации электрода. Этот процесс, зависящий от многих факторов, изучен в трудах Г. В. Акимова, Н. Д. Томашова и других ученых. Создавая условия поляризации в зависимости от состава сплава и состава коррозионной среды, можно защитить металл от разрушения, изменяя потенциал растворения. Сочетание анодной и катодной поляризации может значительно снизить скорость коррозионных процессов, увеличивая химическую стойкость металла. [c.548]

Смещение потенциала электрода от равновесного под действием тока, вызванное изменением химического состояния его, называется химической поляризацией. В результате химической поляризации электродов возникает гальванический элемент, электродвижущая сила которого препятствует электролизу. ЭДС водородно-кисло-родного элемента при 25° С равна 1,227 В (см. табл. 17). [c.261]

Вследствие концентрационной и химической поляризации напряжение первичного элемента, замкнутого на внешнее сопротивление, ниже, чем это следовало ожидать из последнего уравнения. Принимая во внимание поляризацию электродов, имеем [c.24]

Имеются и другие примеры успешного и эффективного использования инверсионной полярографии для повышения чувствительности определения органических соединений. Ряд примеров по определению органических соединений с предварительным концентрированием при условии поляризации электрода приведен в обзорной статье Г. К. Будникова [100], а также в монографии X. 3. Брайниной и Е. А. Неймана [101, с. 159— 162]. Однако ограничения, связанные с обязательным химическим взаимодействием определяемого вещества с материалом электрода, не позволяет широко использовать этот метод именно для органического анализа. [c.80]

В момент пропускания тока противоположные системы соединены между собой проводником, поэтому они образуют гальванический элемент, при разрядке которого наблюдаются обратные реакции. Э. д. с. этого гальванического элемента направлена против э. д. с., прилагаемой от источника тока. Вследствие электролиза возникает некоторое напряжение между электродами, направленное противоположно направлению, прилагаемому от источника тока это явление называют поляризацией. Различают химическую и концентрационную поляризацию. [c.320]

Давно известно, что большинство химических реакций сопровождается изменением энтальпии системы, которое проявляется в виде наблюдаемого изменения температуры этой системы, прекращающегося по окончании реакции. Величину изменения температуры системы можно определить очень точно использование термометра или термистора позволяет зафиксировать изменение температуры раствора на 0,01 град с точностью 0,0001 град, независимо от природы растворителя. С одинаковым успехом могут использоваться полярные и неполярные растворители и расплавы солей. Изменение температуры системы при протекании реакции является таким же специфическим фактором, как изменение цвета раствора, появление осадка и поляризация электрода. [c.8]

Я — малая величина. При определенных соотношениях V и АЕ и при ЕаФЕк происходит значительная поляризация электродов анода и/или катода. Поэтому изменение электродного потенциала как функции изменения активности потенциалопределяющего компонента за счет химической реакции сравнительно мало. В этих условиях целесообразно измерить I и установить зависимость (а). Если же один из электродов неполяризуем (электрод сравнения), а другой имеет малую поверхность (микроэлектрод), то налагаемое извне напряжение практически определяет потенциал микроэлектрода (при условии 1Я — мало). [c.101]

При поляризации электрода переменным током можно отдельно определить концентрационную и химическую составляющие. Преимущество метода — то, что он позволяет измерять химическую поляризацию, даже когда она относительно мала. В измерениях с помощью постоянного тока такую малую химическую поляризацию обычно обнаружить не удается и создается впечатление, что поляризация электрода имеет только кон- центрационный характер. Преимущество переменноточных из- [c.262]

Поляризация электродов происходит и при наличии электродных процессов, однако чем легче металлический электрод обменивается ионами с раствором, тем меньше поляризация. Так, увеличение отрицательного заряда электрода (сдвиг потенциала его в отрицательную сторону) сейчас же вызывает выделение некоторого количества катионов металла из раствора, которые связывают электроны металла и сдвигают потенциал электрода в положительную сторону. При включении большего напряжения происходит дальнейший процесс заряжения и изменения потенциала электродов, который будет продолжаться до тех пор, пока поляризация не приведет к возникновению электрохимических процессов, сопровождающихся потреблением и получением электронов. Тогда начнется электролиз в полном смысле этого слова и через систему начнет протекать уже стационарный ток, В этом случае проявляется электрохимическая (химическая) поляризация со своей ЭДС, направленной против приложенной извне разности потенциалов. В результате поляризации электродов ЭДС работающего элемента всегда меньше той, которая отвечает обратимой электрохимической реакции. Таким образом, причинвй неприменимости к электролитам закона Ома в обычной форме [c.340]

Деполяризация и сверхполяризация особенно заметно проявляется в том случае, если совместно осаждающиеся металлы образуют сплав типа твердого раствора или химического соединения, ибо поляризация электрода является функцией активности металлов в сплаве. Значительный эффект деполяризации и сверхполяризации имеет место, например, при совместном осаждении никеля и кобальта, кобальта и железа, никеля и вольфрама. [c.141]

Смещение потенциала электрода от равновесного под действием тока, вызванное изменением химического состояния его, называется химической поляризацией. В результате химической поляризации электродов возникает гальванический элемент, электродвижущая сила которого препятствует электролизу. Э. д. с. водородно-кислородного элемента при 25°С равна 1,227 в (см. табл. 18). Однако при электролизе N32804 вследствие накопления щелочи у катода (pH > 7) и кислоты у анода (pH < 7) обратная электродвижущая сила не- [c.212]

Л. Я. Поляк и Б. Н. Кабанов изучили скорости процессов, прот -кающих при потенциометрическом титровании. Многие химические реакции вследствие малой их скорости не используются в потенциометрии, так как медленно устанавливается электродный потенциал. Были найдены условия, ускоряющие эти процессы, например для редокссистемы [Ре(СМ)в] ЛРе(СЫ)в] при титровании ряда металлов, образующих труднорастворимые ферроцианиды. Для нахождения условий титрования был использован метод А. Н. Фрумкина — снятие кривых поляризации электродов, позволяющее изучить кинематику установления потенциалов на индикаторных электродах и изменение потенциалов во времени. Установлено, что при потенциометрическом титровании ионов цинка, кадмия и других металлов ферро-цианид-ионом ионы металлов не участвуют в установлении потенциала платинового электрода. Чтобы облегчить установление потенциала при титровании ионов цинка или кадмия ферроцианидом, в раствор вводят некоторое количество феррицианида калия Kз[Fe( N)в. Хотя в растворе идет осаждение катионов ферроцнанидом, на самом деле на индикаторном электроде регистрируется типичная окислительно-восстановительная реакция ее равновесный потенциал опре- [c.506]

Среди материалов для изготовления инертных электродов наиболее предпочтительны ртуть и благородные металлы. В порядке уменьшения частоты применения благородные металлы можно расположить в следующий ряд платина, золото, серебро, палладий, родий, иридий (последние три металла используются значительно реже). Преимущество электродов из благородных металлов в том, что при прохождении электрического тока они не вступают в химические реакции с компонентами электролита, и, следовательно, рабочий диапазон потенциалов поляризации электрода зависит только от состава раствора. Однако при использова-80 [c.80]

Омическое падение напряжения и поляризация возрастают, а напряжение ТЭ падает с увеличением тока. Графическое изображение зависимости напряжения ТЭ от тока или плотности тока получило название вольт-амперной характеристики, (рис. 2.1). Кривую можно условно разбить на три участка. На участке АБ наблюдается относительно резкре изменение напряжения ТЭ, обусловленное электрохимической поляризацией электродов. На участке БВ напряжение изменяется по закону, близкому к линейному. Снижение напряжения ТЭ на этом участке обусловлено как омическими, так и поляризационными потерями. На участке ВГ наблюдается резкое уменьшение напряжения, плотность тока приближается к предельному значению. Падение напряжения на этом участке обусловлено, диффузионной или химической поляризацией одного или обоих электродов. Аналитическая зависимость между напряжением и плотностью тока или током имеет очень сложный нелинейный характер, особенно при использовании пористых электродов. Лишь при высоких омических потерях напряжения эта зависимость приближается к линейной. Можно линеаризовать вольт-амперные характеристики, если учесть, что в области рабочих плотностей тока (участок БВ на рис. 2.1) кривая близка к линейной и эффективное сопротивление на этом участке равно [c.57]

Большее практическое значение имеют химические методы разделения фаз, которые основаны либо на термодинамике, либо на кинетике селективного растворения. Термодинамическая устойчивость разделяемых фаз по отношению к действию специально подобранных реагентов (<фастворителей ) обеспечивает разделение даже прочно сросшихся минеральных частиц. Кинетическая селективность щ)оявляется в электрохимическом способе разделения фаз, основанном на кинетике электрохимических процессов (поляризация, пассивация, транспассивация). Так, при анодном растворении сплава можно добиться такой поляризации электрода, которая обусловливает растворение одной фазы и пассивацию другой. [c.450]