Перенапряжение значение для практики

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]

При этом предполагают, что реакции могут идти в небольшой степени с несколько меньшими потенциалами, еще до того как давление газов (Ог, Нг) станет равным атмосферному. Уравнения (410) и (411) показывают, что оба процесса в равной степени зависят от pH, поэтому разность потенциалов независимо от значения pH остается постоянной (1,23 В). На практике она увеличивается за счет перенапряжения, например, между [c.267]

Вычисленное выше напряжение (э.д.с.) имеет отрицательное значение, т.е. рассматриваемый процесс является несамопроизвольным и должен проводиться за счет внешнего источника энергии. На практике для проведения электролиза всегда требуется более высокое напряжение, чем вычисленное по электродным потенциалам, что объясняется наличием внутреннего сопротивления электролитической ячейки, а также уже обсуждавшимся выше перенапряжением. [c.223]

В том случае, когда катодный процесс используется для выделения водорода, как например, при электролизе воды, получении хлора и хлорсодержащих окислителей, целесообразно применять катоды с низким перенапряжением водорода. В этом случае максимально снижается расход электроэнергии в процессе электролиза, поскольку перенапряжение водорода является составной частью напряжения на электролизере. Однако перенапряжение выделения водорода имеет наиболее низкое значение на благородных металлах, поэтому в техническом электролизе обычно используют катоды из стали. Имеются многочисленные предложения о снижении перенапряжения водорода на стали путем осаждения на ней микроколичеств благородных металлов, введением солей этих металлов в католит. Однако эффект от введения добавок непродолжителен и не нашел применения в практике. [c.16]

Из приведенных данных (табл. 1) видно, что потенциалы электровосстановления нитрогруппы имеют более положительные значения по сравнению со стандартными потенциалами большинства металлов. Этот факт означает термодинамическую возможность самопроизвольного химического восстановления нитросоединений подавляющим большинством металлов (кроме золота и некоторых металлов платиновой группы). То же самое можно сказать про азо- и гидразосоединения. На некоторых металлах термодинамически возможно восстановление альдегидов и спиртов. Таким образом, перечисленные классы соединений являются сильными окислителями по отношению к большинству металлов. Тем не менее в практике эти термодинамические возможности не реализуются по кинетическим причинам, и электровосстановление органических веществ, так же как выделение водорода на различных металлах, протекает с перенапряжением, которое должно быть различным для разных металлов. [c.93]

Перенапряжение кислорода имеет примерно те же значения. Поэтому перенапряжение кислорода и в особенности водорода в промышленной практике играет очень большую роль, так как многие процессы электролиза протекают с выделением водорода. Перенапряжение други.ч газов не играет существенной роли в процессах промышленного электролиза. Высокое перенапряжение водорода и кислорода объясняется тем, что эти газы, выделяясь при электролизе, не сразу отрываются от поверхности электрода, а остаются на нем некоторое время в виде газовой пленки , которая экранирует поверхность электрода от электролита. [c.250]

При t — x Г составляет e или 0,36 от его начального значения при t = 2,3x Т1 составляет 0,10 от его начального значения. Таким образом, если при измерении потенциала требующаяся точность равна 0,1 мВ, время, необходимое для падения перенапряжения от 1 до 0,1 мВ, составит 2,3т тот же период времени потребуется для дрейфа от 10 к 1 мВ. При более высоких значениях перенапряжения сдвиг потенциала происходит быстрее, так как перенапряжение уже не находится в линейной зависимости от силы тока, а изменяется пропорционально логарифму этой величины, см. уравнение Тафеля (14-21). В связи с этим эффективное сопротивление уменьшается. На практике следует ожидать, что во многих системах период установления равновесия потенциала электрода довольно длителен. [c.258]

Для практики большое значение имеют реакции катодного выделения Нг и анодного выделения Ог. Перенапряжение в этих [c.301]

МИА с активным слоем, составленным на основе оксида Ru (IV) (ОРТА) начали применяться в промышленности в начале 60-х годов и уже широко используются на практике [58—64]. В настоящее время они быстро вытесняют графитовые электроды в процессах электролиза водных растворов поваренной соли в производстве хлора и хлоратов. МИА с активным покрытием на основе оксида Ru (IV) обладают такими свойствами, которые делают их исключительно удобными и экономичными в производстве хлора и каустической соды. Помимо перечисленных ранее преимуществ такие электроды имеют очень низкое перенапряжение выделения хлора и малое значение коэффициента Ь в уравнении Тафеля. Это позволяет увеличить плотность тока при электролизе растворов хлоридов без существенного увеличения напряжения на электролизере. Нанесение активного слоя путем термохимического разложения смеси солей рутения и титана — процесс простой и удобный. [c.25]

Умение выявить вид перенапряжения и оценить его значение на практике позволяет целенаправленно провести процесс и снизить затраты на получение какого-либо вещества. [c.49]

Следует иметь в виду, что поскольку более высокие значения пробивного напряжения электрокартона (как и ряда других твердых изоляционных материалов) в совтоле по сравнению с соответствующими значениями в масле обусловлены в значительной степени сглаживанием ПОЛЯ за счет выделения сажи, это преимущество совтола не может быть полностью использовано на практике, так как появление сажи в жидкости недопустимо ни при воздействии перенапряжений и повышенного испытательного напряжения, ни, тем более, при нормальном рабочем режиме. Некоторое повышение рабочих градиентов для изоляции, работающей в совтоле, может быть предусмотрено за счет более позднего появления короны в полях со слабо выраженной неоднородностью. Однако если изоляция, погруженная в масло, допускает кратковременное воздействие градиентов, превосходящих коронные, то в случае изоляции, погруженной в совтол, воздействие таких градиентов является недопустимым. [c.83]

Поскольку применяемые в промышленности сплавы редко представляют собой комбинации чистых металлов, а как правило, это смесь из твердых растворов металлов или интерметаллических соединений, то значительно большую ценность для практики представляет определение значений перенапряжения водорода и перенапряжения ионизации кислорода для случая твердых растворов металлов и интерметаллических соединений. [c.54]

Выделение металла на катоде происходит при1 очень малом значении перенапряжения. Выделение же газов требует, как правило, значительного перенапряжения. В практике электроанализа приходится чаще всего встречаться с выделением водорода на катоде и кислорода на аноде. В табл. 28 приведены данные, показывающие величины перенапряжения водорода и кислорода на различных электродах при малых плотностях тока. [c.353]

Тра1н ние (3.3(3) показывает, что возрастание силы тока должно прекратиться как только будет достигнута предельная величина Последующее увеличение силы тока становится невозможным по той причине, что скорость диффузии не может возрастать после того, как градиент концентрации в приэлектродном слое достиг максимального значения. Но при этом перенапряжение диф.фузии должно неограниченно возрасти — математически до бесконечности, поскольку выражение под знаком логарифма обращается в нуль. Разумеется, на практике такого возрастания перенапряжения не произойдет по той пр.ич и не, что становится возможным какой-либо новый катодный процесс с более отрицательным потенциалом. [c.58]

НЕОБРАТИМЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ, наблюдаются в тех случаях, когда скорость превращения в-ва на электроде определяется только скоростью электрохим. р-ции переноса заряда в прямом направлении (см. Электрохимическая кинетика). Характеризуются высоким перенапряжением т и низкой константой скорости ks] нри зтом чем меньше ks и больше ц, тем существеннее необратимость процесса. Обычно на практике необратимость зависит от соотношения значений ks и скорости v массопереноса в-ва к электроду. При ks v отношение концентраций окисленной Со и восстановленной ся форм в-ва на пов-сти электрода описывается ур-нием Нернста (см. Электродный потенциал). При этом эначение электродного потенциала Ф близко к равновесному, т) г О, и процесс практически обратим. При ks v значения Со и Ся отличаются от значений, к-рые подчиняются ур-нию Нернста, электрод приобретает неравновесный потенциал, Т] велико, и процесс необратим. При ks v значение Т] мало, и электродные процессы квазинеобратимы. При Н. э. п. энтропия S системы возрастает, причем её прирост rf S за время at равен гт /Т, где i — сила тока, пропускаемого через электрод, Т — абс. т-ра. [c.372]

Примером самопассивирующихся сплавов, разрабатываемых нэ основе увеличения кат при Ерр, является система сплавов Ti—-Pd. Эти сплавы обладают высокой стойкостью к сильным кислотам, в которых металлический титан корродирует. Сплав Ti — Pd в кипящей 10%-ной H I корродирует со скоростью О.Об мм/год, тогда как металлический титан корродирует со скоростью 5 мм/год1 74]. На практике материал поставляется в виде титана с очень тонким пористым слоем палладия. Палладий накапливается на поверхности по причинам, описанным в разд. 2.4. Перенапряжение водорода на палладии много ниже, чем на титане, и /кат увеличивается по мере смещения корр в сторону благородных значений. Из рассмотрения фиг. 59 ясно, что только таким путем возможно обеспечение стойкости к кислотам у металлов и сплавов, для которых потенциал Ерр активен по отношению к зависящему т pH раствора потенциалу выделения водорода (разд. 2.2). Механизм для систем Ti — Pd сводится к растворению, за которым следует осаждение палладия поэтому частые изменения среды тормозят создание полностью за- [c.118]

Естественно, что в практических условиях электрод сравнения не может быть подведен к границе двойного электрического слоя, он располагается на значительном расстоянии от нее. Поэтому в измеряемую величину включается омическая составляющая разности потенциалов, которая возникает за пределом двойного электрического слоя и электродом сравнения. Это падение напряжения не является перенапряжением, оно не определяет ни характер, ни скорость электродных реакций на металле. Поэтому при измерениях, связанных с контролем минимальных и максимальных поляризационных потенциалов, ладение потенциала за пределами двойного электрического слоя нужно элиминировать (исключать). Присутствие омической составляющей приводит во многих случаях к ошибочным заключениям относительно защищенности трубопровода, например, измеренное значение — 0,85 В относительно медносульфатного электрода сравнения, полученное в результате замеров разности потенциалов труба — земля, не является условием полного подавления процесса коррозии, вследствие того что значительная часть этой разности потенциалов может быть обусловлена омической составляющей. Значение электродного потенциала при этом меньше, чем значение минимального защитного потенциала. На практике при неправильном контроле часто возникают ситуации, при которых трубопроводы обеспечиваются лишь частичной защитой, что приводит к понижению сроков их безаварийной эксплуатации. Практическое решение задачи об исключении омической составляющей во многих случаях вызывает большие трудности даже в лабораторных условиях при электрохимических измерениях на неизолированных небольших электродах в жидких электролитах. Для решения этой задачи было предложено большое количество специальных методов. По методу Берзине и Делахей [77] в мостовой схеме с осциллографом в качестве нуль-индикатора производится определение или компенсация омического падения потенциала. Фальк и Ланге [78, 79], Шульдинер [93, 94], Пионетели [91], Лоренц [87], Фишер [80], Геришер [81], Арнольд и Феттер [70] предложили ряд методов определения омического падения потенциала между электродом и капилляром Лугнна — Габера пз скачка потенциала при включении поляризующего тока. Хиклинг предложил коммутационный метод, при котором потенциал измеряется во время очень кратковременного прерывания тока (84]. Каждый из этих методов применим при определенных условиях проведения лабораторных экспериментов. Однако задача неизмеримо осложняется при необходимости элиминирования омической составляющей при измерениях на протяженных изолированных подземных трубопроводах. Вопрос об исключе- [c.143]

В последние годы в практике электрохимических исследований все большее значение приобретают импульсные методы поляризации металлов в электролитах. Эти методы широко применяются для изучения механизма перенапряжения водорода [1], измерения токов обмена [2], перенапряжения кристаллизации [3], механизма )астворення металлов в кислотах [4—10], процессов ингибирования 11], свойств границы полупроводник — электролит [12] и других электрохимических явлений [13, 14]. Во многих случаях импульсная поляризация электрохимических систем обеспечивает поступление такой информации, которая не может быть получена при использовании классических гальваностатических и потенциостатических методов. [c.16]

Иногда же благодаря высокому перенапряжению водорода становятся возможными и процессы, которые без этого не могли бы иметь место, например электролиз раствора 2п504 с целью выделения цинка зарядка свинцового аккумулятора и др. Таким образом, практика нуждается в электродах с высокими и низкими значениями перенапряжения выделения водорода, и задача инженерно-технических работников состоит в том, чтобы умело использовать закономерности реакции выделения водорода. [c.26]

Если, наоборот, ток в ячейке сравним с предельным диффузионным током, то концентрационное перенапряжение резко увеличивается И приобретает ведущую роль в процессе электролиза. В этом случае влияние электрических и химических факторов на суммарную скорость процесса оказывается обычно второстепенным и величина тока, идущего через ячейку, будет определяться быстротой доставки ионов к поверхности электрода. Последняя определяется на практике обычно гидродинамическим режимом размешипа1шя раствора. Именно этот случай и будет служить основным предметом рассмотрения в этой главе. В дальнейшем ( 50—53) будет вычислено значение /лр при различных случаях размешивания. [c.265]

Подробное исследование условий электролиза расплавленных кислых фторидов калия было впервые проведено Фреденхагеном и Крефтом [106] в 1929 г. Ими было найдено, что разрушение графитовых электродов резко усиливается при увеличении молярного отношения HF KF> 1,8, при котором расплав начинал смачивать графит (при более низком значении этого отношения графит не смачивался расплавом). Данное ими объяснение разрушения электродов смачиванием кажется мало достоверным, так как практика получения фтора показала, что введение добавок LiF, улучшающих смачивание электродов, устраняет анодный эффект и уменьшает разрушение электродов. Более вероятным кажется влияние пленки фтористого графита (СЕ)д , который может образоваться в этих условиях и вызывать перенапряжение. О смачивании электродов электролитом см. также [107]. [c.39]

Металлы платиновой группы приходится получать электроосаждением из комплексных растворов, поскольку соли платины образуют в воде комплексные ионы. Разработка водных электролитов связана с поисками достаточно неустойчивых комплексных ионов, способных к восстановлению цианиды металлов платиновой группы являются слищком стабильными. Вследствие того что все платиновые металлы являются хорошими катализаторами реакции выделения водорода (высокая плотность тока обмена), не наблюдается сколько-нибудь значительного перенапряжения выделения водорода по сравнению со значением, получаемым из уравнения (6.2). Тем не менее водные электролиты для электроосаждения разработаны для всех металлов платиновой группы, хотя на практике в настоящее время широко [c.335]

Исследование механизма водородного перенапряжения имеет большое прикладное значение, поскольку в большинстве промышленных электрохимических процессов выделяется водород — или в ходе основной, или же, наоборот, в ходе вредной побочной реакции. Чаще всего на практике применяются твердые катоды, процессы на которых ставят перед исследователями ряд новых интересных и с теоретической точки зрения вопросов. Важные работы по водородному перенапряжению были выполнены Б. Н. Кабановым, П. Д. Луков-цевым, С. Д. Левиной, Я. В. Дурдиным, В. Л. Хейфецом, А. Л. Ро-тиняном, И. А. Багоцкой, М. А. Лошкаревым, Л. И. Антроповым, [c.152]

Изучение нерепапрян ения водорода в расширенном интервале плотностей тока имеет особенно большое значение для выявления особенностей кинетики процесса выделения водорода на электродах с неоднородной поверхностью. Такого рода поверхности имеют все технические сорта металлов, из которых изготовляются катоды промышленных электролизеров, а также специальные виды электродных покрытий, на которых достигается тот или иной эффект снижения неренапряжения водорода. Результаты измерений перенапряжения водорода на электродах с неоднородной поверхностью важны также для дальнейшего развития теории перенапряжения водорода. Они могут оказаться полезными и для практики создания новых видов электродных покрытий, обеспечивающих резкое и устойчивое понижение перенапряжения водорода в условиях промышленного электролиза. [c.827]

В практике встречаются разные типы фильтрующих центрифуг и сепараторов, работающих периодически или непрерывным способом. Ось центрифуги может иметь горизонтальное или вертикальное положение, (силы тяжести не имеют значения по сравнению с центробежной силой).. Вертикальные центрифуги могут иметь вал внизу под барабаном центрифуги или могут быть подвесными. Подвесные центрифуги отличаются большой динамической устойчивостью. Это очень важно, так как иногда, вследствие неравномерного распределения материала в барабане, возможно отклонение вала от строго вертикального положения. Самоцен-трируемость подвесной центрифуги позволяет избежать опасности перенапряжений в вале и подшипниках. [c.256]