Концентрационная поляризация при электролизе

Концентрационная поляризация. Электролиз сопровождается изменением концентрации электролита около электродов, что приводит к появлению обратной электродвижущей силы. Это явление называется концентрационной поляризацией. Сущность его состоит в том, что выделение металла на катоде уменьшает около него концентрацию растворенного электролита, а растворение на аноде — увеличивает ее около этого электрода. Б результате образуется концентрационный элемент с обратной электродвижущей силой. [c.698]

Поляризацию можно устранить платинированием платиновых электродов (т. е. покрытием их путем электролиза тонким слоем платиновой черни и, таким образом, увеличением поверхности электродов) и применением переменного тока с частотой 500—2000 гц для устранения концентрационной поляризации. [c.455]

Концентрационная поляризация обусловлена уменьшением в процессе электролиза концентрации ионов, определяющих потенциал у поверхности электрода. [c.608]

Концентрационная поляризация наблюдается в различных процессах промышленного электролиза, при работе аккумуляторов и др. [c.610]

Величины Аф обоих электродов складываются в электродвижущую силу концентрационной поляризации, направленную против приложенной к электролитической ванне разности потенциалов, поэтому последняя должна быть увеличена на э. д. с. концентрационной поляризации, чтобы была получена необходимая для электролиза сила тока. Так как в электрохимических производствах при электролизе применяют токи довольно большой плотности, возникают значительные э.д.с. поляризации, вызванные изменениями концентраций у поверхности электродов. Появление э. д. с. концентрационной поляризации увеличивает расход электрической энергии, поэтому устранение или уменьшение концентрационной поляризации является важной практической проблемой. Одной из основных мер уменьшения концентрационной поляризации является перемешивание растворов. Возникновение концентрационной поляризации снижает [c.610]

Рассмотрим более подробно явление концентрационной поляризации на капельном ртутном катоде при разряде ионов металла, например кадмия. В отличие от рассмотренного случая восстановления ионов серебра на серебряном электроде, где природа металла в процессе электролиза не меняется, при разряде ионов кадмия на ртутном катоде происходит образование амальгамы кадмия. Потенциал амальгамного электрода [c.644]

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]

В водных растворах, содержащих ионы Н+ и ОН", теоретически невозможны такие окислительно-восстановительные процессы, окислительно-восстановительные потенциалы которых выше обратимых потенциалов водорода и кислорода. Однако практически эти процессы в большинстве случаев осуществимы благодаря тому, что выделение На и Оа протекает, как правило, со значительным перенапряжением, а обратимые окислительно-восстановительные процессы идут только с концентрационной поляризацией, которая при правильном выборе условий электролиза незначительна. [c.182]

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]

В первом из них возникает сдвиг потенциала от равновесного, вследствие изменения концентрации электролита у электрода в процессе электролиза. Этот сдвиг обычно называют концентрационной поляризацией. Во втором сдвиг потенциала связан с разрядом— ионизацией частиц. Этот сдвиг называют перенапряжением. [c.291]

Скорость электрохимического процесса в обратимой окислительновосстановительной системе зависит от соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм ионов. Если наиболее замедленная стадия процесса электролиза имеет диффузионную природу (концентрационная поляризация), то зависимость скорости (силы или плотности тока) электролиза от состава исследуемой обратимой системы рассчитывается по уравнению [c.418]

Какова будет связь между силой тока и напряжением в условиях концентрационной поляризации Очевидно, сила тока, идущего через электролит, определится числом ионов Ag+i которые могут диффундировать в единицу времени из объема раствора к электроду. В простейшем случае, когда процесс электролиза становится стационарным, поток ионов Я может быть вычислен по уравнению диффузии (см. гл. XIV) [c.196]

Полярография. Явление концентрационной поляризации было использовано чешским академиком Я- Гейровским для создания нового метода анализа, получившего широкое распространение. Этот метод, называющийся полярографией, основан на электролизе анализируемых водных растворов в ячейке, катодом которой служит ртутный капельный электрод. Метод основан на том, что предельный ток диффузии при поляризации связан с концентрацией разряжающихся ионов. Действительно, учитывая уравнение (Х.З) и принимая, что в условиях опыта коэффициент диффузии О и толщина диффузионного слоя 6 постоянны, получим, что [c.197]

Концентрационная поляризация может быть, однако, устранена путем интенсивного перемешивания раствора. При этом, несмотря на отсутствие такой поляризации, в ряде случаев было найдено, что для электролиза необходимо увеличение потенциала на электроде на более или менее значительную величину по сравнению с равновесным потенциалом. Такое превышение потенциала над равновесным и называется перенапряжением (т ) на данном электроде. [c.199]

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]

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]

Для устранения химической поляризации в качестве деполяризаторов используют соединения, взаимодействующие с веществами, адсорбируемыми электродами и, следовательно, вызывающими поляризацию. В случае концентрационной поляризации используют по возможности невысокую плотность тока , что обусловливает 4не слишком интенсивное протекание процесса электролиза, а это уменьшает опасность возникновения концентрационной поляризации. Концентрационную поляризацию можно также снизить энергичным перемешиванием электролита. [c.180]

Концентрационная поляризация возникает за счет неодинакового изменения концентраций электрохимически активных веществ в тонком слое раствора, прилежащего к поверхности электродов. Например, при электролизе раствора АдЫОз с серебряными электродами концентрация электролита в катодном пространстве уменьшается, а в анодном увеличивается, что приводит к возникновению концентрационного элемента, ЭДС которого направлена против рабочей разности потенциалов. [c.213]

Этот случай не имеет значения для аналитических определений, он осуществляется, например, при электролитическом рафинировании меди. Но и в этом случае вольтамперная характеристика не является идеальной, потому что в ходе электролиза на аноде и катоде концентрации изменяются и возникает концентрационная поляризация. В соответствии с уравнением Нернста Е уже не равно Е , возникает поляризационное сопротивление [уравнение (4.1.29в)] и вольтамперная характеристика отклоняется от той, которая относится к омическому сопротивлению (рис. 4.4, кривая 2). При этом, как уже отмечалось, поляризационное сопротивление не имеет постоянного значения. Оно зависит от материала электродов, потенциала или приложенного напряжения, а также от природы и концентрации находящихся в растворе ионов или молекул и способа их доставки к электродам. Из концентрационной зависимости возникает возможность аналитического определения концентраций на основе вольтамперных кривых, так как в данном случае они характеризуют поляризационное сопротивление. [c.105]

При повышении температуры и перемешивании ускоряется транспортировка ионов к электродам, вследствие чего уменьшается концентрационная поляризация и сокращается продолжительность электролиза. [c.148]

Наконец, для борьбы с концентрационной поляризацией применяют по возможности невысокую плотность тока. Это обусловливает не слишком интенсивное протекание электролиза, что, в свою очередь, уменьшает опасность возникновения больших различий в концентрациях электрохимически активных ионов в приэлектродных зонах. Для тех же целей также энергично перемешивают жидкость в ванне во время ее работы. [c.344]

Экспериментальные исследования показали, что перенапряжение, помимо плотности тока, зависит от природы ионов, участвующих в электродной реакции, от материала электродов, от состава и концентрации посторонних ионов и поверхностно активных веществ, находящихся в растворе электролита. Оно зависит также от многих других факторов электролиза и отличается от концентрационной поляризации большим разнообразием и сложностью наблюдаемых явлений. [c.242]

Во многих практических случаях электролиза поляризация заметно осложняет течение желаемых электродных процессов. Поляризация возрастает в зависимости от плотности тока, поэтому на преодоление торможения электродной реакции тратится значительное количество электроэнергии. Например, в случае электрорафинирования меди при среднем напряжении на клеммах 0,28 в около 21% этой величины приходится на поляризацию. При этом электроосаждение таких металлов, как медь, цинк, кадмий, серебро и ртуть, из растворов их простых солей сопровождается относительно небольшой, главным образом концентрационной поляризацией. Значительно труднее протекают процессы разряда и ионизации металлов группы железа. Особенно большой поляризацией сопровождаются разряд ионов водорода, а также окислительно-восстановительные реакции, протекающие на инертных электродах в электролитных ваннах. [c.242]

В процессе электролиза в приэлектродных слоях электролита наблюдаются заметные изменения концентраций реагирующих веществ (молекул, ионов), вследствие чего возникает перемещение частиц в направлении убывания их концентрации. Если скорость доставки ионов более медленная, чем скорость электрохимического акта разряда или ионизации, то кинетика электродной реакции в целом определяется концентрационной поляризацией. [c.269]

Смещение потенциала электрода под влиянием изменения концентрации электролита при электролизе, вызванное замедленностью доставки ионов к поверхности электрода или соответственно замедленностью отвода их в глубь раствора, принято называть концентрационной поляризацией. [c.269]

Электродное окисление или восстановление меди характеризуется высоким током обмена и поэтому электрохимическая поляризация при рафинировании меди невелика. Более заметную роль при электролизе играет концентрационная поляризация, однако, и она при применяющихся плотностях тока и циркуляции раствора не имеет большого значения, и как анод, так и катод работают при потенциалах, ненамного отличающихся от равновесных. В производственных условиях потенциал катода не бывает ниже -1-0,2 в, а потенциал анода — выше 0,5 в (по водородной шкале). В этих условиях побочные электродные процессы, связанные с выделением водорода на катоде и кислорода на аноде, невозможны. [c.12]

Интенсификация электролиза без ухудшения качества катодной меди представляет собой довольно трудную задачу, так как с повышением плотности тока увеличивается падение напряжения в электролите, ведущее к повышению расхода электроэнергии, повышается концентрационная поляризация, способствующая соосаждению примесей, ухудшаются условия отстаивания шлама и т.д. Для сохранения низкого удельного расхода электроэнергии и предотвращения гидролиза примесей третьей группы при работе на высоких плотностях тока (230—250 а/м ) увеличивают содержание серной кислоты в электролите до 220—250 л. Одновременно для снижения концентрационной поляризации стремятся иметь возможно более высокую концентрацию меди в растворе — до 40—45 г л при этом температуру электролита повышают до 60—65° С. Для сохранения высокого качества осадков при интенсификации электролиза приходится подбирать новые сочетания и количества добавок поверхностно-активных веществ. [c.31]

Содержащаяся в значительных количествах в электролите медь имеет существенно более электроотрицательный потенциал, чем серебро, и поэтому в нормальных условиях ведения процесса на катоде выделяться не может. В ходе электролиза из-за обеднения электролита в прикатодном пространстве серебром и возникновения концентрационной поляризации при большом содержании меди может начаться ее совместное выделение с серебром. Поэтому концентрация меди в растворе не должна быть выше 35—40 г/л. [c.41]

Концентрационная поляризация при электролизе — явление нежелательное, вызывающее дополнительный расход электроэнергии. До некоторой степени от нее можно избавиться, перемешивая электролит (для чего прибегают к помощи мешалки или вращающимся электродам) и повышая его температуру. Что касается перенапряжения, то оно при выделении металлов на катоде, как правило, невелико. [c.209]

Кроме концентрационной поляризации, иногда при электролизе возникает химическая поляризация с-, вызванная недостаточной скоростью цроцессов и побочными реакциями, проте <аюни1Мн у электродов. [c.252]

Концентрационная поляризация возникает вследствие того, что по мере проведения электролиза концентрации электролита в анодном и катодном пространствах становятся различными. Например, при электролизе раствора AgNOз с серебряными электродами концентрация электролита в катодном пространстве уменьшается, а в анодном возрастает. Это приводит к образованию концентрационного элемента, описанного в 179, электродвижущая сила которого направлена против наложенной разности потенциалов. [c.448]

Так как потенциалы водородного и кислородного электродов находятся в одинаковой зависимости от pH, теоретическое напряжение разложения воды не зависит от pH электролита, но зависит от температуры. При повышении температуры от 25 до 80 °С оно снижается от 1,23 до 1,18 В. На практике же электролиз воды осуществляется при более высоком напряжении (2,1—2,6В). Такая разница между практически необходимым напряжением и теоретически Еюзможным обусловлена тем, что кроме расхода электроэнергии на собственно электролиз, т. е. на разложение воды, электроэнергия расходуется также на преодоление дополнительных сопротивлений, вызванных сопротивлением электролита, диафрагмы, электродов, контактов, а также концентрационной поляризацией и перенапряжением газов на электродах. [c.110]

Концентрационная поляризация. Пусть два одинаковых серебряных электрода погружены в раствор AgNOg. Очевидно, что разность потенциалов между этими электродами равна нулю. В процессе электролиза на электроды накладывается некоторая разность потенциалов. Вследствие более медленного диффузионного выравнивания концентраций в растворе по сравнению с процессами на электродах вблизи катода (где Ag разряжается) концентрация Ag будет не- сколько меньше, чем в непосредственной близости от анода, где происходит растворение серебра. Таким образом, образуется концентрационный элемент, э. д. с. которого направлена против поляризующего тока. Такое явление называется концентрационной поляризацией. [c.196]

Так, например, стандартный потенциал серебряного электрода составляет 0,799 В и выделение на нем ионов Ag нз раствора AgNOa, в котором = 1, должно было бы происходить при отрицательном потенциале электрода, лишь немного превышающем указанную величину. При возникновений концентрационной поляризации для осуществления длительного электролиза необходимо [c.199]

Концентрационная поляризация возникает вследствие изменения концентрации электролита в катодном и анодном пространствах по мере электролиза. Так, например, если повергнуть электролизу раствор AgNOs с серебряными электродами, то концентрация ионов серебра у катода будет уменьшаться, а у анода расти. Это приведет к образованию концентрационного элемента ( 118) с электродвижущей силой, противоположно направленной наложенной извне разности потенциалов. [c.267]

Исследования, поляризации и перенапряжения на отдельных алектродах имеют большое теоретическое и практическое значение. В технических электролизах в одних случаях приходится принимать меры для уменьшения химической и концентрационной поляризации, например при электролитическом получении водорода (так как высокая поляризация при электролизе вызывает дополнительный расход электрической энергии на протекание процесса), в других, наоборот, стремятся увеличить поляризацию, например при электроосаждении металлов в гальванотехнике, так как это позволяет получить более высокого качества осадки металлов. Величина концентрационной поляризации может быть уменьшена перемешиванием раствора. Вредное действие химической поляризации устраняется добавлением оки лйтёЖи иЖ восстановителей, которые называются поляризаторами/ Катощътй деполяризаторами служат окислители, анодными — восстановители. Деполяризаторы широко применяются для проведения различных электрохимических реакций органического синтеза, а также в различных гальванических элементах. [c.268]

Смещение величины потенциала электрода от исходного равновесного значения, вызванное изменением конценпрации потен-циалопределяющих ионов в растворе, называется концентрацион-кой поляризацией. Так, при электролизе раствора АдЫОз с серебряными электродами концентрация электролита в катодном пространстве уменьшается, а в анодном возрастает. Это приводит к образованию концентрационного элемента, электродвижущая сила которого направлена против приложенной разности потенциалов. Концентрационная поляризация наблюдается в различных процессах промышленного электролиза, при работе аккумуляторов и др. Возникновение концентрационной поляризации снижает ЭДС химических источников тока при их (работе. [c.341]

Помимо нее существует также концентрационная поляризация. Например, при электролизе раствора AgNOз на катоде разряжаются ионы серебра, вследствие чего их концентрация у катода уменьшается. На аноде растворяется Ag и концентрация Ag+ увеличивается. В результате этого возникает концентрационный элемент, ЭДС которого направлена против внешнего напряжения, т. е. происходит концентрационная поляризация. [c.384]

Катодный и анодный процессы при электролизе раствора Си304 с медными электродами связаны с изменением концентрации ионов Си у катода и анода, а следовательно, и их равновесных потенциалов. Изменение равновесного потенциала электрода, находящегося под током, вызванное изменением концентрации электролита у электрода, называется концентрационной поляризацией. Э. д. с. концентрационной поляризации равна э. д. с. возникшего при электролизе концентрационного элемента и направлена против внешней э. д. с. [c.209]

На поляризационной кривой меди смещение потенциала катода Афк и анода Дф в соответствии с определенной плотностью тока представляет собой сумму концентрационной поляризации и перенапряжения. Поэтому э. д. с. поляризации при электролизе раствора Си304 можно представить как сумму Е + ер- [c.209]

Внутри ванны возникнет концентрационный элемент, э. д. с. которого направлена противоположно внешней э. д. с., вызывающей электролиз, а именно внеишяя э. д. с, стремится выделить ионы меди на катоде, а э.д. с. концентрационного элемента (см. гл. VI, 78) сиособствует переходу ионов меди с катодной пластинки в раствор. Э.д. с. концентрационной поляризации незначительна VI легко устраняется прн перемешивании раствора. [c.319]

Концентрационная поляризация. Наряду с описанной выше поляризацией (химической), связанной с накоплением продуктов электролиза, поляризация может возникнуть в результате изменения концентрации ионов вблизи электродов. Пусть, например, два одинаковых серебряных электрода погружены в водный раствор АдЫОз. Естественно, что разность потенциалов между этими электродами отсутствует. Наложение на эти электроды достаточной внешней э. д. с. приведет к электролизу. Электрохимические процессы на электродах — разряд ионов Ag+ и растЬорение серебра — происходят быстрее, чем диффузионное выравнивание концентраци ионов в водном растворе. Поэтому при электролизе концентрация [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология