Нернста электролиза

Из формулы Нернста (21.4) следует, что электродный потенциал (и потенциал разряда) падает с повышением температуры и увеличением активности (концентрации) электролита. Поэтому, процесс электролиза водных растворов целесообразно проводить при высоких температурах и из концентрированных растворов. [c.334]

Используя уравнение Нернста, опишите условия проведения электролиза с образованием амальгамы для получения едкого натра, свободного от хлора [c.587]

Напишите уравнения всех возможных реакций. Рассчитайте минимальное значение напряжения электролиза при стандартных концентрациях ионов и оцените его по формуле Нернста для использованных в опытах концентрациях. [c.367]

В противоположность очень быстро протекающим протолитическим реакциям реакции электронного обмена часто происходят с очень сильным торможением. Обратимые потенциалы, фигурирующие в уравнении Нернста, не дают никаких указаний относительно предполагаемой замедленной реакции. Тем не менее реальные окислительно-восстановительные свойства можно охарактеризовать уравнением (3.1.40), если ввести в него величину дополнительного потенциала [по аналогии с перенапряжением (т]) при электролизе] [c.51]

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]

Подробнее это можно показать на примере электрогравиметрического определения серебра. Как и в большинстве электрогравиметрических методов, измерительная ячейка состоит из двух платиновых электродов (платиновая сетка — катод, платиновая спираль — анод) и раствора, подвергающегося электролизу, в нашем примере сульфата серебра и серной кислоты при пропускании тока на катоде может выделиться металлическое серебро, а на аноде — кислород. Потенциал, при котором происходит окисление ОН"-ионов (20Н" —> 1 0 + Н О + 2е), рассчитывают по уравнению Нернста [c.147]

При электролизе с ртутным катодом катодный потенциал может быть определен из уравнения Нернста, записанного в следующем виде [c.27]

Степень завершенности электролиза можно оценить с помощью уравнения Нернста. Для реакции [c.545]

С некоторым приближением электродиализ может быть представлен как комбинация электролиза и диализа, а действующие при этом силы ограничены электрической и диффузионной. Уравнение потока для электродиффузии было дано в работах Нернста и Планка [4, 5] и приложено к фазе ионита или мембраны Теореллом Ю, 7, 8]. Если мы имеем для разделения два вида ионов, то в общем виде уравнения их потоков выражаются линейными уравнениями термодинамики необратимых процессов , [c.70]

Если электролиз вести без перемешивания и при значительной, плотности тока, то появляется дополнительное перенапряжение, называемое концентрационным ( ). Возникновение последнего обусловлено тем, что в этих условиях концентрация ионов выделяющихся на электродах, в непосредственной близости от них сильно уменьшена по сравнению с концентрацией во всем объеме раствора. Уменьшение концентрации ионов А" , которые окисляются на аноде, например, до нейтральной формы А, согласно уравнению Нернста повышает Еа в уравнении (XI. 4) [c.309]

Одним из наиболее перспективных путей получения восстанавливающихся элементов является, безусловно, их электролиз на ртутном катоде. Как правило, электролитическое восстановление 5т, Ей, УЬ проводят из аце-тат-цитратных растворов, содержащих ион щелочного металла (Ыа , К" ", Ь ), что дает основание рассматривать катод как амальгамированный соответствующим щелочным металлом. По-видимому, в действительности происходит восстановление р. з. э. за счет обеих причин — прямого электролиза на ртутном катоде и восстановления образовавшейся амальгамой щелочного металла. Но каков бы ни был истинный механизм электролиза на гра-нице раздела (прикатодный слой электролита — ртуть), его эффективность как метода разделения, согласно уравнению Нернста, определяется соотношением концентраций Ме " в электролите и Ме в амальгаме. Следовательно, всякий фактор, влияющий на изменение любой из этих величин, косвенно воздействует и на результаты электролитического восстановления. [c.287]

Общеизвестно, что электрохимическое поведение металлов определяется величиной их электродных потенциалов. При электролизе растворов, содержащих различные ионы, на катоде в первую очередь происходит разряд тех ионов, которые характеризуются наиболее положительным потенциалом на аноде же в первую очередь происходит разряд ионов, характеризующихся наименее, положительным потенциалом. Известно также, что в процессе электролиза потенциал электрода не соответствует величине равновесного потенциала, определяемого формулой Нернста, а сдвигается при катодном процессе в сторону электроотрицательных значений, при анодном — в сторону электроположительных. Происходит так называемая поляризация электродов, которая проявляется тем сильнее, чем больше плотность тока на электродах. Зависимость между потенциалом электрода [c.132]

Наложенное на анод и катод электролитической ячейки напряжение необходимо увеличить не только для компенсации омического падения потенциала это связано также с возникновением градиента концентрации на поверхности каждого электрода наложенное напряжение должно быть увеличено настолько, чтобы обеспечить необходимую скорость электролиза. В соответствии с рис. 12-1, допустим, что через цинк-медную ячейку протекал ток г. Допустим также, что при достижении этой скорости электролиза концентрация цинка (И) на поверхности катода уменьшилась до 0,1 М, а концентрация меди(II) увеличилась до 1,9 М. Используя уравнение Нернста, можно рассчитать, что э. д. с. электрохимического элемента, состоящего из цинкового электрода в [c.407]

Выше уже говорилось, что напряжение разложения должно превышать э. д. с. поляризации, которая представляет собой разность потенциалов, возникающих на электродах окислительно-вос-становительных пар. Эти потенциалы вычисляют по уравнению Нернста. Например, при электролизе 1 М раствора С(1504, подкисленного до pH = О (т. е. до [Н+] =1), потенциал пары Сё +/Сс1 равен стандартному потенциалу н= °=—0,40 в. Точно так же и потенциал пары О2 + 4Н+/2Н20 при [Н+] = 1 равен стандартному потенциалу этой пары, т. е. — +1,23 в. Поэтому следовало бы ожидать, что напряжение разложения 1 М раствора С(1504 должно равняться э. д. с. элемента, образующегося из данных пар, т. е. р = - = 1,23 - (-0,40) = 1,63 8. [c.429]

Возникновение электрохимии как науки связано с именами Гальвани, Вольта и Петрова, которые на рубеже XVHI и XIX веков открыли и исследовали электрохимические (гальванические) элементы. Деви и Фарадей в первые десятилетия XIX века изучали электролиз. Быстрое развитие электрохимии в конце XIX века связано с появлением теории электролитической диссоциации Аррениуса (1887) и с работами Нернста по термодинамике электродных процессов. Теория Аррениуса развита Дебаем и Гюккелем (1923), которые разработали электростатическую теорию. [c.384]

Рассмотрим в качестве примера процесс электролиза раствора азотнокислого серебра с концентрацией с° г-моль1см в присутствии значительного количества KNOз. В качестве катода используем маленькую серебряную проволоку, а в качестве анода — кусок платиновой жести с очень большой поверхностью. В отсутствие тока потенциал катода может быть вычислен по уравнению Нернста [см. уравнение (XX, 15)] [c.608]

Возникновение электрохимии как науки относится к рубежу XVni и XIX вв. и связано с работами Л. Гальвани, А. Вольта, В. В. Петрова, Г. Дэви. В 1833 г. М. Фарадеем были открыты законы электролиза — основные законы электрохимии. Теория электролитической диссоциации С. Аррениуса (1887) оказалась весьма плодотворной для развития учения о механизме электродных. процессов и прохождения тока через электролиты. В 1890 г. Нернстом предложена первая теория возникновения электродного потенциала, которая позднее была усовершенствована Л. В. Писаржевским,, Н. А. Изгарышевым, Герни. В XX столетии развивались теория растворов электролитов (работы П. Дебая, Э. Хюккеля, Л. Онза- [c.454]

Исключительное значение для обоснования электрохимического механизма коррозии имели работы выдающихся ученых Г.Дэви и М. Фарадея, установивших закон электролиза. Так, М. Фарадей предложил ва кнейшее для дальнейшего развития электрохимической теории коррозии соотношение между массой аноднорастворяющегося металла и количеством протекающего электричества, а также высказал (проверено Г. Дэви) предположение о пленочном механизме пассивности железа и электрохимической сущности процессов растворения металлов. В 1830 г. швейцарский физикохимик О. Де да Рив ч ко сформулировал представления об электрохимическом характере коррозии (он объяснил растворение цинка в кислоте действием микрогальванических элементов). Русский ученый H.H. Бекетов (1865 г.) исследовал явление вытеснения из раствора одних металлов другими, а Д.И. Менделеев (1869 г.) предложил периодический закон элементов, который имеет очень важное значение для оценки и классификации коррозионных свойств различных металлов. Важен вклад шведского физикохимика С. Аррениуса, сформулировавшего в 1887 г. теорию электролитической диссоциации и немецкого физикохимика В. Нернста, опубликовавшего в 1888 г. теорию электродных и диффузионных потенциалов. [c.4]

Во всех тех случаях, когда Е равн устанавливается медленно, измеренные электродные потенциалы не могут быть строго математически описаны уравнением Нернста и не дают возможности вычислить по ним абсолютные значения активностей по-тенциалопределяющих компонентов. Судить о скорости обмена электронами и вскрыть основные. закономерности электродных процессов можно лишь в результате изучения явления электролиза. [c.12]

Для электролиза 1 М раствора сернокислого цинка необходимо напряжение =1,7—(—0,8) =2,5 в. Если приложить меньшее напряжение, например 1,7 в, цинк выделяться не будет. Полноту выделения меди в этих условиях можно вычислить из формулы Нернста. Напряжение разложения 1,7 в при выделении на аноде кислорода в ряду напряжений соствет- [c.197]

На катоде в первую очередь выделяется металл, имеющий наиболее положительный потенциал. Так как потенциалы меди, серебра, свинца и олова положительнее, чем потенциалы других металлов (примесей), то каждый из этих металлов в первую очередь выделяется на катоде, а примеси остаются в растворе. При малой концентрации примзсей их потенциалы в соответствии с уравнением Нернста сдвигаются в сторону отрицательных значений, что способствует преимущественному выделению на катоде основного металла. Электролизом расплавов соединений получают алюминий, магний, натрий, литий, бериллий и кальций, а также сплавы некоторых металлов. [c.206]

Отказ от представлений о перманентной гидратации ионов в растворах электролитов не противоречит результатам опытов по переносу ионами воды при электролизе, а следовательно, и изменению чисел переноса. Эти изменения сводятся главным образом к переносу объемов большей или меньшей плотности. Так, например, в случае водных растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов движение гидратирующихся катионов к катоду сопровождается весьма эффективным переносом воды в том же направлении, в то время как движение негидратирую-щихся анионов к аноду связано с переносом воды в обратном направлении. Непосредственное экспериментальное определение переноса воды ионами при электролизе в большинстве случаев осложняется тем, что поток воды, переносимый ионами в одном направлении, непременно приводит к возникновению оттока воды в обратном направлении, так как объем раствора в катодном и анодном пространствах (в случае стационарного процесса электролиза) не меняется. Это не учитывалось при попытке определения истинных чисел переноса по методу Нернста. [c.38]

В конце ХУП1 в. и в первой половине XIX в. В. В. Петровым, Г. Деви, Т. Гротгусом, М. Фарадеем были проведены выдающиеся работы в области изучения электролиза и явлений в гальванических элементах. Русский академик Б. С. Якоби в 1836 г. осуществил практическое применение электролиза, разработал метод гальванопластики. Работы по дальнейшему изучению электродных процессов были продолжены немецким физико-химиком В. Нернстом и позже — советским ученым А. Н. Фрумкиным. Вместе со своими учениками А. Н. Фрумкин занимался изучением злектрокапилляр-ных и электрокинетических явлений. Его работы способствовали развитию теоретической и прикладной электрохимии. Выяснению причин электрохимической коррозии, ее механизма и разработке способов защиты металлов от разрушения посвящены работы советских ученых В. А. Кпстяковского, Г. В. Акимова, Н. Д. То-машова, Н. А. Изгарышева. [c.9]

Рассмотрим метод электролитического разделения меди и цинка. Медь и цинк занимают различные места в ряду напряжений (см. рис. 12.3). Для разделения таких металлов можно ограничиться определенными физическими условиями, а именно приложить к электродам напряжение, достаточное для количественного осаждения меди, но недостаточное для выделения цинка даже из концентрированных растворов его солей. Для электролиза Г М раствора сульфата цинка необходимо напряжение =1,7 — (—0,8) = = 2,5 В. Если приложить меньшее нагряжение, например 1,7 В, цинк выделяться не будет. Полноту выделения меди в этих условиях можно вычислить из уравнения Нернста. Напряжение разложения 1,7 В при выделении на аноде кислорода в ряду напряжений соответствует потенциалу на катоде, равному нулю, т. е. потенциалу стандартного водородного электрода. Подставляя это значение в уравнение Нернста , находим [c.227]

Обратимый потенциал разряда ионов хлора в растворе, содержащем 4,53 моль/л Г>1аС1, при температуре 25 °С равен 1,325 В обратимый потенциал выделения кислорода в результате окисления молекул воды, рассчитанный по уравнению Нернста, при 25 °С равен 1,23 В. Следовательно, хлор на аноде выделяется при электролизе водных растворов хлоридов за счет более высокого перенапряжения выделения кислорода. [c.143]

Э. возникла на рубеже 18 и 19 вв. благодаря работам Л. Гальвани и А. Вольта, в результате к-рых был создан первый химический источник тока — вольтов столб . Используя хим. источники тока, Г. Дэви в нач. 19 в. осуществил электролиз многих в-в. Законы электролиза были установлены М. Фарадеем в ЗО-х гг. 19 в. (см. Фарадея законы). В 1887 С. Аррениус сформулировал основы теории электролитической диссоциации. В 20-х гг. 20 в. зта теория была дополнена П. Дебаем и Э. Хюккелем, к-рые учли электростатич. взаимод. между ионами. В дальнейшем на основе Дебая — Хюккеля теории были развиты представления о механизме электропроводности электролитов (Л. Онсагер, 1926). Во 2-й пол. 19 в. благодаря работам В. Нернста, Дж. Гиббса и Г. Гельмгольца были установлены осн. термодинамич. соотношения Э., к-рые позволили связать здс злектрохим. цепи с тепловым эффектом протекающей на электродах р-ции. Модельные представления о строении границы между электродом и р-ром, [c.705]

Микроквмпонент способен полностью адсорбироваться на примесных твердых микрочастицах, в результате чего возникает т. иаз. псевдоколлоид и поведение микрокомпо-неита в системе существенно изменяется. Так, из-за образования псевдоколлоидов при электролизе р-ров может не вьтолняться Нернста уравнение. [c.631]

Работами Дж. Гиббса, Вант-Гоффа, В. Нернста и др. создается химическая термодинамика. Исследования электропроводности р-ров и электролиза привели к открытию электролитич. диссоциации (С. Аррениус, 1887). В это же году Оствалвд и Вант-Гофф основали первый журнал, посвященный физической химии, и она оформилась как самостоятельная дисциплина. К сер. 19 в. принято относить зарождение агрохимии и биохимии, особенно в связи с пионерскими работами Либиха (1840-е гг.) по изучению ферментов, белков и углеводов. [c.259]

Теоретич. потенциал вьщеления металла на катоде можно рассчитать из величин ставдартных электродных потен-, циалов . Напр., при определении Си(П) в кислом р-ре на платиновых катоде и аноде протекают соотв. р-ции u + 2e--i=r u ( = 0,339 В) и HjO VjOj+ + 2Н + 2е ( = 1,229 В). В условиях электролиза потенциал катода при 25 °С описывается ур-нием Нернста 0,0591, [c.422]

Определим исходные количественные соотношения для нахождения искомой связи между Е, С°ох и °Red- Из этих величин одна бывает задана (обычно Е). Для определения других величин нужны, по крайней мере, три уравнения. В качестве одного их них можно использовать уравнение замедленного разряда Батлера-Фольмера (4.63) или уравнение Нернста (4.11), которые для рассматриваемых условий целесообразно представить в несколько ином виде. Для этого примем во внимание тот факт, что при равновесных концентрациях С°ох и °Red у поверхности электрода фарадеевский ток отсутствует, а его появление обусловлено превращением на электроде одной формы электроактивного вещества в другую. Независимо от метода при электролизе объемные концентрации Ох и Red у поверхности электрода (граничные концентрации Сох и С Red) будут отклоняться ОТ СВОИХ равновесных значений в противоположные стороны, т.е. если процесс восстановления превалирует над окислением, то Сох убывает, приводя к увеличению Red, и, наоборот, при преобладании процесса окисления убывает Red, увеличивая Сох- При условии, что толщина диффузионного слоя много меньше радиуса поверхности электрода, получим [c.271]

Измерение потенциалов производили кулонометрически, устанавливая последовательно контролируемый потенциал через 30 мв и каждый раз выжидая окончания электролиза. Получаемые кривые количества электричества в зависимости от потенциала соответствуют форме, диктуемой уравнением Нернста, с точностью, даваемой кулонометром. Потенциал средней точки кривой отвечает, соответственно, формальному потенциалу системы. [c.231]

Концентрационная поляризация обусловлена изменением концентрации потенциалообразующих веществ в приэлектрод-иом слое. Например, разряд ионов металла при электролизе понижает их концентрацию в слое расплава, непосредственно примыкающем к поверхности электрода. Величину концентрационной поляризации АБ к можно вычислить по уравнению Нернста для концентрационных цепей [c.263]

Метод основан на измерении массы вещества, вьщелившегося в тфоцессе электролиза на тфедваригельно взвешенном электроде, обычно платиновой сетке. Электролиз можно доводить либо 1фи постоянной сипе тока, либо щ>и постоянном потенциале. Если заданную величину потенциала электрода контролировать с помощью потенциостата, то можно раздельно ощ>еделять компоненты смеси. Высокая селективность метода становится ясна из уравнения Нернста дпя 10-кратного изменения концентрации 01феделяемого компонента потенциал электрода нужно изменить всего лишь на 0,059 В/п. И следовательно, если условием количественного разделения компонентов смеси считать снижение исходной концентрации в Ю раз, то при равенстве исходных концентраций разделение однозарядных ионов возможно при разности формальных потенциалов порядка [c.195]

Ни один из существующих потенциостатов не может удовлетворять всем этим требованиям. Например, очень малое время реагирования подразумевает некоторое снижение выходного тока. Тем не менее, схемы потенциостатов в настоящее время достаточно разработаны, так что при обычных аналитических применениях редко сталкиваются с ограничениями, обусловленными самим прибором. Практические величины параметров, приведенных выше, определяются характеристиками исследуемой химической системы и во многих случаях их можно рассчитать. Из уравнения Нернста и первого закона диффузии Фика следует, например, что для потенцно-статического электролиза раствора с концентрацией М иона /С", который восстанавливается до К потребуется начальный ток 2а при обычных условиях диффузного контроля. Таким образом, выходной ток потенциостата должен быть не менее 2а. Практически для анализа растворов средней концентрации желательно иметь потенциостат с выходным током около 10 а. [c.25]

Образец цинка весом 200 г анализирует на следы меди методом внутреннего электролиза. Для этого образец растворяют в минимальном количестве азотной кислоты и раствор разбавляют водой до 2 л. Величину pH раствора поднимают до начала выпадения осадка гидроокиси цинка. Короткозамкнутые электроды цинка и платины вставляют в прибор, изображенный на рис. 12.5. После времени, достаточного для полного проведения реакции, платиновый электрод был взвешен и прибыль в весе составила 53,0 мг. а) Вычислите процентное содержание меди в образце. 9) Вычислите на основании уравнения Нернста количество меди в микрограммах, оставшееся в об-рааце. (Коэффициентами активности можно пренебречь.) [c.196]

Вычислим напряжение разложения 1 М раствора Си504 (электролиз подкисленного раствора с платиновыми электродами). Так как перенапряжение кислорода 1оа = +0,4В, а меди т)си=0, то напряжение разложения Яр = (1,23 + 0,4) —(0,34-ЬО) = 1,29 В. Для непрерывного протекания электролиза необходимо приложить напряжение Е = Ер + 1Я. Если концентрация электролита не равна 1 М, то величины ера и фк находят по уравнению Нернста. [c.134]

Уравнение Тафеля описывает также выделение кислорода на платиновом аноде. Бокрис и Хуг указывают, что при условии тщательной очистки растворов предварительным электролизом кислородный электрод проявляет обратимый характер ( =1,24 в теоретическое значение равно 1,23 в). Одиако плотность обменного тока в разбавленной серной кислоте составляет величину порядка всего 10 —10 ° а-см следовательно, легко возникает поляризация, и при небольших плотностях тока наблюдаются сравнительно высокие значения сверхпотенциалов. В растворах обычной химической чистоты уравнение Нернста для кислородного электрода не выполняется из-за наличия сме-И анного потенциала. [c.343]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология