Водород перенапряжение на металлах

Хомутов Н. Е., Перенапряжение водорода, перенапряжение металлов и их связи с порядковыми номерами элементов, ЖФХ, [c.151]

Выделение водорода из недиссоциированных молекул кислоты (так же как и из молекул воды) требует значительной энергии активации и возможно лишь в области весьма отрицательных потенциалов. В то же время непосредственный разряд ионов водорода Н+ совершается со значительно меньшими торможениями. Поэтому акт переноса заряда (15.55 6) предполагает предварительную стадию диссоциации уксусной кислоты, приводящую к образованию ионов водорода. Таким образом, здесь стадии переноса заряда предшествует чисто химическая стадия диссоциации кислоты. Если она замедлена, то вблизи электрода возникает дефицит ионов водорода по сравнению с равновесным и появляется реакционное перенапряжение. Уравнение (15.55 6) в действительности сложнее и само слагается из нескольких стадий, например переноса заряда с образованием атомов водорода, адсорбированных металлом Наде [c.321]

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]

Повышение концентрации сероводорода в водных средах значительно больше влияет на проникновение водорода в сталь, чем на общую коррозию. Кроме того, на проникновение водорода в зависимости от температуры влияют ионизация железа, перенапряжение водорода, соотношение адсорбции и десорбции водорода, диффузия водорода в металл. [c.148]

Перенапряжение водорода на металлах [c.44]

Сила тока короткозамкнутого элемента тем больше, чем ниже перенапряжение водорода на электроде, введенном в контакт с амальгамой. С этой точки зрения целесообразно применять в электродах металлы с низким перенапряжением водорода. Однако металлы в разной степени смачиваются ртутью, и скорость разложения амальгамы при добавлении этих металлов резко снижается. На практике пока единственным материалом, применяемым для ускорения разложения амальгамы, является графит. К его недостаткам следует отнести сравнительно высокое перенапряжение водорода, высокое удельное сопротивление и малую механическую прочность. Для снижения перенапряжения водорода на графите его предложено пропитывать солями хрома и молибдена, однако эффект, вызываемый этими солями, непродолжителен. [c.162]

Данные табл. IX-1 показывают, что перенапряжение водорода на металлах группы железа невелико, если сопоставлять [c.289]

Принимая, что перенапряжение катодных реакций обусловлено замедленностью стадии перехода, определить, в каких случаях в заданном интервале плотностей тока имеет место совместное выделение водорода и металла. Выбрав металлы, осаждение которых не сопровождается выделением водорода, рассчитать для них величину равновесного потенциала после добавления в раствор лиганда в 100-кратном избытке, если известна константа нестойкости образующегося комплекса /< . Для упрощения расчетов принять координационное число равным 1. [c.154]

Распространенность электрохимических процессов, протекающих в водной среде, придает особое значение перенапряжению водорода. Тафелем экспериментально установлено, что перенапряжение т] при выделении водорода на металлах возрастает с увеличением плотности тока /, равной количеству электричества, проходящего через 1 см поверхности электрода в 1 с, в соответствии с уравнением [c.329]

Предположения о замедленности и решающем значении той или иной стадии привели к созданию различных теорий перенапряжения водорода. Чаще считают, что скорость всего процесса определяется скоростями разряда и отвода водорода. Для металлов с малым перенапряжением (Р1, N1) более справедливы представления о замедленности стадии отвода водорода путем рекомбинации, а для металлов с большим перенапряжением (Hg, РЬ) — о замедленности стадии разряда. [c.330]

С другой стороны, возможность медленной рекомбинации атомов водорода необходимо учитывать для объяснения перенапряжения водорода на металлах, хорошо адсорбирующих его, например, на металлах группы платины и группы железа. Зависимость т)—lg I на платине при небольших поляризациях имеет тангенс угла наклона 0,03 В, что в согласии с уравнением (58.9) свидетельствует в пользу рекомбинационного механизма удаления атомов водорода. На первый взгляд, наблюдаемый наклон находится в противоречии с представ- [c.302]

Стадия разряда является замедленной при выделении водорода с большой величиной перенапряжения. Вместе с тем замедленность стадии определяется также и скоростью десорбции. На таких металлах, как Hg, 8п, РЬ, Сс1, замедленной является стадия разряда, сопровождающаяся быстрой десорбцией атомов водорода. При выделении водорода на металлах Мо, КЬ, Та скорость процесса определяет электрохимическая десорбция, являющаяся наиболее медленной стадией. [c.361]

Существенно на скорость выделения водорода влияет природа катодных участков. Некоторые металлы, например платина, кобальт, никель и др., катализируют выделение водорода, и катодный процесс на них протекает с высокими скоростями. Поэтому, если в составе металла или сплава находятся металлы, катализирующие выделение водорода, то коррозия с выделением водорода может ускоряться за счет этих компонентов в сплаве. Другие металлы, например, ртуть, свинец, кадмий, цинк, не катализируют или слабо катализируют катодное выделение водорода, и катодный процесс на них протекает медленно. Поэтому присутствие в составе сплава таких компонентов или не меняет скорости коррозии основного металла, или снижает ее из-за уменьшения площади поверхности, занимаемой основным металлом, на которой происходят и растворение металла и выделение водорода. Влияние природы металла на скорость выделения водорода количественно можно оценить по перенапряжению водорода на различных металлах (см. табл. 22). Чем ниже перенапряжение водорода, тем большей каталитической активностью к реакции выделения водорода обладает металл и тем выше скорость выделения водорода при данном потенциале катодного участка, а следовательно, и больше скорость коррозии. Чем выше перенапряжение, тем меньше и скорость выделения водорода при данном потенциале катодного участка, тем ниже скорость коррозии металла. Таким образом, скорость коррозии с выделением водорода может быть замедлена снижением температуры и уменьшением концентрации ионов Н , очисткой металла от примесей, катализирующих выделение водорода, а также изоляцией поверхности металла. Перемешивание раствора практически не влияет на скорость выделения водорода. [c.216]

В некоторых случаях для увеличения перенапряжения водорода благородные металлы покрывают слоем ртути либо электролитически, либо выдержав их некоторое время в ртути иногда пользуются соответствующими амальгамами. [c.208]

Потенциалы выделения металлов при малой плотности тока в больщинстве случаев равны или почти равны их электродным потенциалам для растворов данной концентрации, т. е. перенапряжения на них незначительны. Перенапряжение при выделении водорода и кислорода на ряде металлов довольно велико. Перенапряжение зависит от материала электрода и возрастает при повышении плотности тока. Так, при выделении газообразного водорода перенапряжение, соответствующее началу выделения пузырьков газа, на гладкой платине равно 0,09 в, а на ртути равно 0,78 в. Экспериментально перенапряжение определяют различными методами путем измерения потенциалов разложения, методом построения поляризационных кривых и т. д. [c.268]

В ряду стандартных потенциалов. Эта аномалия объясняется значительным перенапряжением второго из этих двух электродных процессов — материал анода оказывает тормозящее действие на процесс выделения кислорода (служит отрицательным катализатором процесса). Аналогичное явление может наблюдаться при электролитическом выделении водорода. Величина перенапряжения зависит от природы электрода. Перенапряжение выделения водорода на металлах убывает в следующем порядке [c.125]

Таллий не реагирует ни с водой, ни с неокисляющими кислотами (например, с НС1), освобожденными от растворенного в них кислорода вследствие высокого перенапряжения водорода на металле. [c.184]

В. Но так как перенапряжение водорода на цинке очень велико ( 0,70 В), то фактически в указанных условиях будет выделяться и цинк. Выделение таких металлов, как Ре и РЬ, которые стоят левее водорода в ряду напряжений, может осуществляться только благодаря тому, что они обладают перенапряжением, значительно меньшим, чем перенапряжение водорода на этих металлах, в особенности при высоких плотностях тока. Поэтому потенциал выделения водорода становится большим, чем потенциал выделения этих металлов. В других случаях, например при электролитическом получении водорода, перенапряжение, наоборот, нежелательно, так как приводит к повышенному расходу электроэнергии. [c.355]

К металлам, характеризующимся большим перенапряжением (малой энергией адсорбции водорода), например Hg, РЬ, применима теория замедленного разряда, с помощью которой можно объяснить большинство явлений, связанных с изменениями перенапряжения водорода. К металлам, характеризующимся малым перенапряжением (большой энергией адсорбции водорода), например Pt, Ni, наиболее применима теория рекомбинации. [c.357]

Перенапряжение для катодных реакций, сопровождающихся выделением металлов, обычно близко к нулю. Исключениями являются железо (Д к = 0,24 В), никель (Д к = 0,23 В). При выделении на катоде водорода перенапряжения могут достигать значительных величин. При этом перенапряжение зависит от материала электродов, состояния их поверхности, плотности тока и целого ряда других факторов, которые трудно учесть. Водородное перенапряжение позволяет электрохимически выделять на катоде более активные металлы (имеющие более отрицательный по сравнению с водородом стандартный электродный потенциал), такие, как Мп, 2п, Ре, N1, 5п, РЬ. Например, при электролизе кислых растворов солей цинка на цинковом катоде должен был бы выделяться водород, но величина водородного перенапряжения на цинке порядка 0,7 В, что близко к стандартному электродному потенциалу цинка (—0,76 В), для которого перенапряжение практически равно нулю. Это приводит к совместному выделению на катоде водорода и цинка. Поскольку анодные процессы в электролизерах с инертным анодом сопровождаются обычно выделением газообразных продуктов, то для этих процессов также характерны явления перенапряжения, достигающие иногда значительной величины. [c.298]

Перенапряжения, наблюдаемые при выделении водорода на металлах, имеют высокие значения. Например, в случае медного катода перенапряжение —0,5. .. — 0,6 В, в случае цинкового — — 0.7. .. — 0,8 В и т.п. Поэтому для [c.278]

Сопоставляя зависимость перенапряжения кислорода и водорода от природы металла, можно заметить, что на металлах с низким перенапряжением водорода наблюдается высокое перенапряжение кислорода и, наоборот, на металлах с высоким перенапряжением водорода перенапряжение кислорода мало. Это правило не общее. Так, например, на никеле и кобальте перенапряжение мало и при разряде водорода, и при выделении кислорода. [c.216]

На рис. 11.4 видно, что скорость коррозии зависит от разности между равновесным потенциалом металла фр и окислительно-восстановительным потенциалом окислителя фр. Если повысить перенапряжение водорода на металле (например, добавить к кислоте ПАВ), то катодная поляризационная кривая сместится в отрицательную сторону (кривая 1). Допуская при этом, что анодная кривая а не сдвигается, а наклон поляризационных кривых сохраняется тот же самый, получим значение потенциала металла ф , , при котором =1 . и, [c.469]

Для обеспечения нормального протекания катодной реакции необходимо подобрать материал катода, обладающий минимальным перенапряжением выделения водорода, инертный по отношению к электролиту, устойчивый к действию примесей электролита, доступный и технологичный. Минимальным перенапряжением выделения водорода обладают металлы платиновой группы, группы железа, ряд металлов V—VII групп (и , Мо, Ке, N13). В качестве основы для покрытий вышеуказанными металлами могут быть использованы никелевая спеченная металлокерамика, уголь, сетки из железа и стали, так называемая стальная шерсть , металлическое волокно и т. д. [c.80]

Для водородного электрода характерно перенапряжение, которое вызвано замедленным разрядом водородных ионов. Причины, приводящие к понижению перенапряжения выделения водорода на металле, способствуют повышению скорости коррозии. Так, например, чистые металлы корродируют медленнее металлов, содержащих примеси, которые смещают потенциал водорода в сторону отрицательных значений. Факторы, повы- [c.22]

В электрохимии наряду с поляризацией используется также термин "перенапряжение . Обычно его используют для определенного вида электродной реакции, например, перенапряжение катодного выделения водорода, перенапряжение катодного выделения кислорода, перенапряжение катодного выделения металла. Так как перенапряжение относят к определенной электродной реакции, то электродный потенциал сравнивают с равновесным потенциалом этой реакции р. [c.26]

Соображениями, аналогичными рассмотренным выше, приходится руководствоваться и при обсуждении вопроса о роли pH среды при электролизе. Не следует забывать, что водные рас-торы электролитов, подвергаемые электролизу, всегда содержат Н+-И0НЫ, которые могут разряжаться на катоде вместо катионов определяемого металла. Это, однако, происходит только при условии, если для выделения данного металла требуется большее напряжение, чем для выделения водорода. Следовательно, зная окислительно-восстановительные потенциалы металла и водорода при заданных концентрациях их ионов в растворе и учитывая перенапряжение водорода на металле, нетрудно предвидеть теоретически, что именно будет выделяться на катоде. [c.434]

Впоследствии близкие взгляды были высказаны и другими исследователями, например Конвеем и Бокрисом, Впджем, Трассати и др. Этими и некоторыми другими авторами была отмечена необходимость учета конкурентной адсорбции воды и водорода. Свободная энергия адсорбции воды точно неизвестна по ориентировочным подсчетам Бокриса она для металлов первой группы близка к 100 кДж-моль . Выяснилось также, что для ряда металлов, адсорбирующих водород, перенапряжение не уменьшается, а растет с увеличением энергии связи М—Н (Рютчи, Делахей, Парсонс). Эти металлы образуют подгруппу второй группы, по классификации Антропова, в которой преобладающим оказывается эффект увеличения энергии активации рекомбинации или электрохимической десорбции с ростом эшфгии связи М—Н. Минимальное [c.412]

С помощью аналогичных потенциальных кривых для адсорбированногс на разных твердых поверхностях атома Н можно легко убедиться в том, что по мере увеличения энергии адсорбции водорода на металле перенапряжение будет уменьшаться. При увеличении энергии адсорбции потенциальная кривая адсорбированного атома снижается, что, как это следует из рисунка, приводит к снижению энергии активации разряда. [c.627]

Металл электрода Электролит Перенапряжение выделении водорода. В Металл электрода Электролит Перенанряже-иие выделения водорода, В [c.304]

Перенапряжение выделения водорода на различных металлах необходимо учитывать и при выборе катода для осаждения цинка при электролизе кислых растворов. Например, цинк выделяется яа гладкой платине из раствора 1-н. ZnSO -f 1 н. H2SO4 лишь при значительной плотности тока (порядка 300 а/ж ), в то время как на свинце осадок появляется при значительно меньшей плотности тока (20 а/м ). В табл. 95 приведены данные В. В. Стендера и А. Г. Печерской из которых видно, что начало осаждения имеет место при мало изменяющихся значениях потенциала -катода, при кото-ром поляризационная кривая разряда и образования ионов цинка переходит из анодной части в катодную (см. гл. I, 6, рис. (18, 19), но при различных плотностях тока. Чем ниже перенапряжение выделения водорода на металле, тем выше плотность тока начала выделения на нем цинка. [c.436]

Металл э.лектрода Электролит Перенапряжение выделения водорода, В Металл элек 1 рода Электролит Перенапряже- ние Быделени.ч водорода, В [c.288]

С другой стороны, возможность медленной рекомбинации атомов водорода необходимо учитывать для объяснения перенапряжения водорода на металлах, хорошо адсорбирующих его, например, на металлах группы платины и группы железа. Зависимость ] — / на платине при небольших поляризациях имеет наклон 0,03 в, что в согласии с уравнением (58.9) свидетельствует в пользу рекомбина- [c.316]

Оказалось, что потенциалы выделения большинства металлов почти равны равновесным потенциалам на границе данного металла с раствором соли того же металла определенной концентрации, т. е. величины перенапряжения металлов незначительны. Исключение составляют металлы Ре, Со, N1, у которых перенапряжение при значительной скорости выделения составляет 0,2—0,3 в (при комнатной температуре). Потенциалы выделения газов намного превышают равновесные потенциалы. Особенно большое перенапряжение водорода на ртути. Так, например, при плотности тока 10 ма/см в I н. растворе Н2504 оно составляет 1,16 в по отношению к теоретическому равновесному водородному электроду. [c.321]

Выделение германия электролизом из водных растворов затрудиеио вс 1едствне очень низкого перенапряжения водорода на металле Поэтому нз водных растворов осаждаются покрытия очень малой толщнны Блестящие осадки германия на меди можно получить нз электролита, содержащего, г/л днокснд германия 2,6, едкое калн 170 [c.160]

В результате комплексного исследования влияния легирования на стойкость сталей к растрескиванию в сероводородсодержащих электролитах предложен ряд низколегированных сталей, обладающих в д нных средах повышенной стойкостью [28]. Кроме того, предложены стали, легированные редкоземельными элементами, а также высоколегированные сплавы Ni—А1 — сплав после горячей прокатки и старения, Ni- u— Fe - сплавы типа инконель после отж-ига или холодной обработки и ряд других. Есть основание считать, что редкоземельные элементы рафинируют сталь от металлоидов (кислород, водород), вязывают мышьяк, серу и фосфор в тугоплавкие соединения и вместе с тем снижают перенапряжение вьщеления водорода на металле, препятствуя водородной хрупкости [8]. [c.120]

Объем водорода, включенного в исследуемые покрытия, невелик (30—40 см на 100 г осадка). На поверхности никеля, содержащего серу, значительно снижается перенапряжение водорода. По-видимому, это является одной из причин меньшего на-водороживания никеля в данном случае по сравнению с никелем, полученным из сернокислой ванны (около 1000 см на 100 г). Этим, вероятно, и объясняются низкие напряжения а растяжения в покрытиях, так как в соответствии с результатами работы [351 причиной возникновения таких напряжений является распад метастабильного твердого раствора водорода в металле. Сравнивая зависимости для сти 1/н, на рис. 41, видим, что увеличение содержания водорода в покрытии сопровождается повышением напряжений растяжения ст. Увеличение ст с повышением плотности тока может быть обусловлено и уменьшением количества серы в никеле, образующей равновесные сульфиды по границам зерен. При этом увеличивается объем системы и уменьшаются напряжения растяжения. [c.92]

Наряду с поляризацией у металлов,выделяющихся с высоким перенапряжением, одной иа причин дилатации может быть разряд ионов водорода, насыщение металлов которым подобно пластической деформации [375 - 379 и др.]. ДейсТг вие водорода на железо и другие металлы приводит к увели ению внутренних напряжений, повышению хрупкости [c.103]

Если энергия связи водород - металл невелика, то процесс лимитируется стадией разряда (3.15). К металлам этой группы относятся Н , РЬ, Т1, Сй и др., имеющие небольшую плотность тока обмена и высокое перенапряжение выделения водорода. На металлах второй группы (платиновые металлы, Н, Мо, металлы группы железа и др.), имеюишх достаточно высокую энер. ГИЮ связи металл - водород, процесс лимитируется стадиями (3.16) или же (3.17). Плотность тока обмена обычно выше, д перенапряжение водорода на них ниже, чем на металлах первой группы. При оптимальном значении энергии связи металл водород скорость выделения водорода будет максимальной. Этому условию ближе всего отвечают металлы платиновой группы, никель и др., плотность тока обмена на них при 298 К лежит в пределах 10" -10 А/м (табл. 3.3). [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология