Водород выделение в процессе электролиз

Так как на катоде происходит выделение водорода, суммарный процесс электролиза может быть представлен следующей реакцией [c.198]

Значение потенциала можно легко сдвинуть, изменяя кислотность среды, хотя возможности смещения его в отрицательную область (большие значения pH) ограничены образованием осадков гидроксидов выделяемых катионов. Выпадение гидроксидов можно предотвратить, используя реакции комплексообразования, но все же для получения хороших результатов необходимо принимать защитные меры (так как в результате комплексообразования уменьшается активность катионов металлов и их потенциал также сдвигается в отрицательную область). Сильно отрицательное перенапряжение водорода (пНз) на многих металлах по этой причине оказывает благоприятное влияние, поскольку дает возможность проводить электрогравиметрическое определение ряда металлов, как было указано выше. Наконец, следует также учитывать, что потенциал водорода в процессе электролиза сдвигается в сторону положительных значений, так как в растворе возрастает концентрация ионов Н3О+, образующихся эквивалентно количеству выделившегося на катоде металла. Потенциал выделения водорода и по окончании электролиза не должен достигать потенциала зоны осаждения. [c.262]

Решение. При электролизе из кислых растворов на катоде к концу электролиза вс егда возникает перенапряжение водорода. Поэтому процесс электролиза практически прекратится после того, как потенциал разряда ионов меди за счет снижения их концентрации при электролизе станет равным потенциалу выделения водорода [c.257]

Выделения водорода в процессе электролиза не происходило.) [c.402]

К настоящему времени имеется большое, хотя пока и недостаточное количество исследований, посвященных влиянию примесей на кинетику выделения водорода в процессах электролиза с ртутным катодом 230—256]. В этих исследованиях были использованы [c.37]

К настоящему времени имеется большое число исследований, посвященных влиянию примесей на кинетику выделения водорода в процессах электролиза, с ртутным катодом. Данные, полученные разными методами (одним и тем же автором и даже одинаковыми методами, но различными авторами), в лучшем случае расходятся на 10—30%. Иногда наблюдаются и качественные расхождения. Однако имеются общие и не вызывающие сомнений закономерности. В первую очередь к ним относятся следующие. [c.28]

Нормальный потенциал разряда ионов никеля более электроотрицателен, чем ионов водорода, однако разряд ионов никеля протекает практически без перенапряжения в отличие от выделения водорода. Поэтому процесс электролиза хлорида никеля можно проводить при более низком напряжении на ячейке, чем прямой электролиз соляной кислоты. [c.261]

Во избежание образования и накопления гидроокиси у катода кислотность растворов солей металлов в процессе электролиза должна быть постоянной. Минимальная необходимая кислотность зависит прежде всего от константы гидролиза соли и потенциалов выделения на катоде металла и водорода. При этом необходимо учитывать, что при электролизе, сопровождающемся выделением водорода, значение pH прикатодного слоя всегда выше pH в объеме электролита, особенно в том случае, когда в растворе присутствуют соли щелочных металлов. Для поддержания постоянной малой кислотности электролитов цинкования, никелирования, кадмирования, железнения и других к ним добавляют специальные вещества, сообщающие в определенном интервале pH высокие буферные свойства. Такими веществами являются слабо диссоциированные неорганические и органические кислоты (борная, уксусная, аминоуксусная, муравьиная и др.) или их соли. [c.344]

Следует отметить, что процесс электролиза хрома в сульфатных растворах крайне чувствителен даже к незначительным изменениям условий электролиза, поэтому в практике бывает трудно добиться стабильного хода электролиза. По всей вероятности, примеси, осаждаясь на катоде, смещают в электроположительную сторону перенапряжение выделения водорода, вследствие чего подавляется скорость реакции Сг +- Сг2+ и увеличивается концентрация ионов ОН , благоприятствующая образованию основных солей. [c.538]

В процессе электролиза воды с повышением плотности тока напряжение на электролизере увеличивается главным образом в результате роста падения напряжения в электролите и диафрагме и в значительно меньшей степени — за счет возрастания перенапряжения выделения кислорода и водорода. Это объясняется тем, что значение перенапряжения выделения этих газов связано с плотностью тока полулогарифмической [c.157]

Особого внимания заслуживает рассмотрение процесса электролиза воды. При электролизе вода разлагается на водород и кислород. Электролизу подвергают растворы серной кислоты или щелочи. В первом случае расход энергии меньше вследствие более высокой электропроводности. Однако из-за высокой коррозионной агрессивности предпочтение отдают щелочным электролитам. Кинетика выделения водорода и кислорода весьма сложна. В кислых растворах процесс выделения водорода слагается из следующего ряда последовательных стадий собственно электрохимическая стадия (разряд) [c.360]

Рассмотренные ранее обратимые гальванические элементы и электроды отличаются тем, что в условиях равновесия разряд нонов и переход ионов в раствор совершаются с одинаковыми скоростями и ток в цепи практически отсутствует. При электролизе, когда через систему от внешнего источника пропускается ток более или менее значительной силы, равновесие отсутствует и состояние электродов изменяется. Рассмотрим, например, электролиз водного раствора серной кислоты на платиновых электродах. Очевидно, вначале оба электрода были в одинаковом состоянии. В процессе электролиза на электродах происходит выделение водорода и кислорода. Для того чтобы эти газы достаточно быстро удалялись с электродов, необходимо, чтобы их парциальные давления превышали атмосферное давление. Только при этом условии их удаление будет иметь характер [c.194]

Решение. При электролизе практически всегда протекают побочные процессы (взаимодействие образующихся веществ с электролитом и электродами, выделение водорода и т.д.), поэтому на электродах выделяется меньше веществ, чем должно получиться их по расчёту с использованием закона Фарадея. При практических расчетах количеств образующихся веществ вводится коэффициент выхода по току ( Vi ). = 100 % m,/ = m, 96500-100 %/ 3 M t, где m, - масса хрома, выделенного при электролизе опытным путем, г ж - масса хрома, рассчитанная по закону Фарадея,г 3 - сила тока, А Г - время, с М - эквивалентная масса хрома, равная 17,43 г/моль. <Г = т,.96500 100/JM =1,3 - 96500 -100/3 1-7,43 -40 = =6031 с, или 1 ч 40 мин 31 с. [c.81]

Сурьма и германий оказывают еще более пагубное влияние на процесс электролиза. Причиной этого является, по-видимому, образование гидридов этих металлов (например, ОеН ). Будучи крайне нестойкими, эти гидриды в момент своего образования разлагаются электролитом с выделением водорода. Катодный металл при этом получается рыхлым, ноздреватым, что способствует его коррозии в электролите. [c.59]

Важнейшим фактором, сильно влияющим на электролиз, является температура электролита. С повышением температуры перенапряжение при вь делении водорода снижается быстрее, чем поляризация при разряде ионов цинка. Поэтому условия для катодного выделения цинка с ростом темпера-ту])ы ухудшаются, и на практике процесс электролиза ведут при температурах не выше 35—40° С. [c.62]

Из рис. 75 видно, также, что при выключении тока образующаяся в процессе электролиза пленка растворяется в хромовой кислоте, о чем свидетельствует тот факт, что при повторном включении тока максимальное значение плотности тока достигает первоначальной величины. Образование пленки на катоде приводит к смещению катодного потенциала в более отрицательную сторону и делает возможным, наряду с разрядом ионов водорода, восстановление хромовой кислоты до металла и трехвалентного хрома. Можно полагать, что при образовании пленки перенапряжение выделения водорода больше, чем на чистой поверхности хрома. [c.192]

НР). В первом случае электролиз возможен при температуре около 250° С, а во втором — около 100° С. Процесс электролиза сводится к разложению НР и выделению н-а аноде фтора, а на катоде водорода. [c.332]

Вторым способом увеличения истинной поверхности является гальваническое осаждение на электроды металлов в виде губки. Этим удается снизить перенапряжение примерно на 0,3—0,4 в. Впрочем, катоды электролизных ванн спустя некоторое время работы самопроизвольно покрываются слоем губчатого железа, осаждаемого током в процессе электролиза, так как вследствие коррозии аппаратуры в растворе появляются ионы железа, хотя и в очень малых количествах. Было предложено также гальванически покрывать катоды никелем, причем вести электролиз из раствора с добавкой роданистой соли [И], При этом в катодном осадке оказывается до 20% серы, которая затем выщелачиваясь в раствор, создает высокоразвитую поверхность электрода. Перенапряжение выделения водорода в результате этого может быть снижено в условиях опытов на 0,3—0,4 в. [c.339]

Рассмотрим, например, электролиз водного раствора серной кислоты на платиновых электродах. Очевидно, вначале оба электрода были в одинаковом состоянии. В процессе электролиза на электродах происходит выделение водорода и кислорода. Для того, чтобы эти газы достаточно быстро удалялись с электродов, необходимо чтобы их парциальные давления превышали атмосферное давление. Только при этом условии их удаление будет иметь характер кипения, т. е. газы будут удаляться в виде пузырьков. При парциальных давлениях водорода и кислорода меньше атмосферного их удаление будет иметь диффузионный характер и совершаться медленно. [c.262]

Значения перенапряжения при выделении водорода и кислорода в процессе электролиза (для малых плотностей тока) приведены в приложении VII, они велики и имеют тот же порядок, что и величины электродных потенциалов, для расчета процессов электролиза их учет обязателен. Однако значения Аф ип не могут быть строго постоянными и зависят от температуры, интенсивности перемешивания, плотности тока и других условий электролиза. [c.153]

В растворах щелочей, применяемых для электролитического разложения воды, не должны содержаться примеси, вступающие в электродные реакции и приводящие к коррозии отдельных элементов электролизера. Дистиллированная или обессоленная (деминерализованная) вода, используемая для приготовления раствора электролита, должна содержать не более ЫО-з кг/мз железа, 2-10 кг/м хлоридов и 3-10 кг/м сухого остатка. Несмотря на такие жесткие требования, в процессе электролиза все же имеет место накопление примесей, оказывающих вредное влияние. Ионы хлора вызывают разрушение анодных материалов. Накопление большого количества карбонат-ионов , образующихся при растворении в электролите диоксида углерода из атмосферного воздуха, приводит к увеличению электрического сопротивления электролита и, следовательно, повышает напряжение на электролизере. На катоде электролизера могут восстанавливаться ионы железа, образуя так называемую железную губку . Катодный осадок может достичь диафрагмы, отделяющей катодное пространство электролизера от анодного, и за счет восстановления присутствующего в ней гидроксида железа привести к металлизации диафрагмы. В результате в анодном пространстве электролизера возможно выделение водорода и образование взрывоопасной смеси газов. [c.21]

На практике процесс электролиза воды реализуется при более высоком напряжении. Данное обстоятельство связано с тем, что, помимо затрат электроэнергии на проведение собственно электрохимического разложения воды, необходимо затрачивать электроэнергию на преодоление электрического сопротивления электролита, диафрагмы, электродов, контактов, а также дополнительного сопротивления, обусловленного концентрационной и диффузионной поляризацией, перенапряжением процессов выделения водорода и кислорода. Напряжение на ячейке для электролиза воды можно представить в виде суммы следующих составляющих (баланс напряжения) [c.23]

Перенапряжение выделения водорода и кислорода оказывают существенное влияние на затраты электроэнергии в процессе электролиза воды. Несмотря на большое число работ, посвященных влиянию различных факторов на Афк и Дфа, для практических целей используют экспериментальные значения перенапряжения выделения водорода и кислорода, полученные при определенных условиях электролиза. [c.23]

Электрохимический метод основан на электролизе растворов хлорида натрия, осуществляемым в электролизерах с графитовыми, оксидно-рутениевыми либо платинированными анодами без диафрагмы. В процессе электролиза на аноде выделяется хлор, реагирующий с гидроксидом натрия, который образуется в результате катодной реакции выделения водорода. Суммарной реакцией в электролизере является [c.136]

Электролитическое получение этих металлов с приемлемыми для практики выходами по току возможно лишь из-за высокого перенапряжения выделения водорода иа них. Электролизу подвергают растворы сульфатных электролитов с нерастворимыми анодами [РЬ+1% (масс.) Ag]. В процессе электролиза иа аноде выделяется кислород, а раствор электролита обогащается серной кислотой. [c.264]

Курс Технология электрохимических производств , читаемый на соответствующих кафедр зх технологических, химико-технологических и политехнических вузов, включает ряд разделов, в которых рассматриваются процессы электролиза водных и неводных растворов и расплавов, осуществляемых для выделения металлов, получения отдельных химич<к ких продуктов (хлора, водорода), электрохимического синтеза органических и неорганических веществ, а также основы производств источников электрической энергии. Задачей курса является ознакомление студентов с процессами превращения химической энергии в электрическую и возможными путями использования электролиза для получения металлов, гальванических покрытий и различных химических продуктов. [c.7]

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]

В процессе электролиза вследствие гидролиза хлора и побочной электрохимической реакции выделения кислорода у анода создается кислая среда. Кислотность раствора при условии сохранения постоянным выхода хлора по току в процессе электролиза остается постоянной и может быть выражена отрезком вг. У поверхности катода вследствие выделения водорода образуется щелочь, концентрация которой непрерывно повышается во времени. Предположим, что в определенный момент времени концентрация щелочи у катода равна отрезку аб. Численные выражения концентраций кислоты и щелочи в любой плоскости межэлектродного пространства будут пропорциональны величинам оснований треугольников соответственно его и обо с общей вершиной в точке о. [c.149]

Температура. Процесс электролиза протекает при температуре 50—60°С. При повышении температуры снижается напряжение на электролизере вследствие уменьшения перенапряжения выделения водорода на катоде и увеличения удельной электропроводимости раствора. Кроме того, повышение температуры способствует повышению скорости растворения твердой фазы — манганата,— присутствующей в растворе. Выход перманганата калия по току в описанных условиях достигает 83%. [c.199]

Развитие гидроэлектрометаллургических способов получения металлов — электролиза, цементации ионов получаемого металла другими металлами или водородом — связано с усовершенствованием не только стадий выделения металла, но и с разработкой способов получения водных растворов солей производимых металлов. Вовлечение в производство бедных и забалансовых руд означает в перспективе коренное преобразование всего технологического процесса. Так, например, для производства меди и никеля из этих руд, классическая схема плавка — пирометаллургический передел — отливка анодов из черновых металлов или штейнов — электролитическое рафинирование с получением чистых металлов, шламов с драгоценными металлами и серы неприемлема, и должны применяться более гибкие гидрометаллургические методы, которые, помимо обжигов, анодных растворений сульфидных концентратов, выщелачивания различными растворителями, автоклавного метода обработки, процессов экстракции, ионного обмена, часто включают процессы электролиза и цементации. В применении этих процессов, по-видимому, одна из перспектив развития металлургии никеля, меди и других цветных металлов в ближайшие 10— 15 лет. [c.436]

Растворы электролитов для получения хрома готовят из феррохрома, либо хромовой оксидной руды. Электролиз осуществляют в электролизерах со свинцово-серебряными или свинцовыми анодами и алюминиевыми или стальными катодами. Для снижения потерь тока на выделение водорода осуществляют процесс электролиза растворов солей трехвалентного хрома с высокой буферной емкостью при pH = 4—6 в электролизерах с диафрагмой, либо в бездиафрагменных электролизерах проводят электролиз растворов хромовой кислоты Н2СГО4 при по-выщенных плотностях тока и низких температурах. [c.270]

Для предотвращения выделения водорода на катоде и соответственно загрязнения хлора водородом необходимо процесс электролиза проводить при катодной плотности тока ниже предельной плотности тока для данной концентрации Н2С12 в электролите [77]. [c.301]

Определение в форме металла после выделения электролиаом. Вследствие высокого положительного стандартного потенциала серебро легко и количественно осаждается электролизом на платиновом катоде при постоянной силе тока до начала выделения водорода. Выделение серебра электролизом является настолько хорошо воспроизводимым процессом, что его часто используют для первичной калибровки. Металл можно удовлетворительно выделять электролизом из азотнокислых [1077, 1100, 1151], сернокислых [662], цианидных [914, 1099, 1151], аммиачных [913, 10941 и других растворов. В качестве примера приводим метод определения серебра из цианидных растворов, содержаш их комплексные ионы Ag( N)2. [c.68]

Из перечисленных неоднородностей особенно резкое влияние на пористость оказывают металлические включения, имеющие пониженное перенапряжение водорода. В процессе электролиза участки катода, имеющие пониженное перенапряжение водорода, одновременно являются участками с повышенным перенапряжением осаждаемого металла [5]. Поэтому на этих участках происходит интенсивное выделение водорода и резко затрудняется выделение металла. Интенсивное выделение водорода на этих участках катода приводит к образованию кратерообразных углублений, в центре которых имеются каналы, доходящие до основного металла. Непрерывно выделяющиеся 1пузырьки водорода оставляют заметный след на поверхности катода в виде бороздки. [c.153]

Повышение pH прикатодного слоя нри электроосажденни сурьмы связано с расходом ионов Н вследствие специфики разряжающихся ионов сурьмы (ЗЬО или [8Ь(С4Н20б)1 ), так как выделение водорода в процессе электролиза не происходит. Верхний предел pH прикатодного слоя ограничен значением pH — 7, нри котором происходит разрушение сурьмяновиннокислого комплекса. Поскольку при этом на поверхности образуется ЗЬаОз-жНаО [25], то изменения pH прикатодного слоя приводят, по-видимому, к адсорбционному торможению катодного процесса. [c.75]

Потенциал пары 2Н+/Н2 при [Н+] = 1 равен нулю. Но поскольку в процессе электролиза катод окажется покрытым слоем меди, нужно учесть перенапряжение водорода на меди. Это перенапряжение равно —0,58 в (при плотности тока 0,01 aj M ). Таким образом, выделению водорода соответствует потенциал катода, равный —0,58 в, а выделению меди потенциал -f0,31 в. Следовательно, кислая среда не будет мешать выделению меди на катоде. Водород может начать выделяться только тогда, когда концентрация Си +-ионов понизится до величины, соответствующей потенциалу —0,58 в. Величину этой концентрации легко найти из уравнения [c.434]

Процесс электролиза. Допустимые колебания параметров электролиза при рафинировании меди значительно выше, чем при электролизе цинка, марганца или никеля, так как йтсутствует выделение водорода, влияющее обычно на выход по току. [c.310]

При электролизе водных растворов электролитов электродные процессы осложняются за счет конкуренции ионов (в электролизе могут участвовать ионы воды), перенапряжения (поляризации) и вторичных реакций в приэлектродном пространстве. Для осуществления химической реакции в электролизере в идеальном случае необходимо приложить внешнюю э.д.с., превышающую э.д.с. гальванического элемента на величину сопротивления раствора электролита. Тогда при наличии в растворе нескольких типов анионов и катионов на катоде в первую очередь восстанавливаются те катионы, которым отвечает наиболее положительное значение электродного потенциала в ряду напряжений. На аноде, соответственно, должны окисляться анионы с наиболее отрицательным значением потенциала. В реальных процессах этот порядок выделения ионов часто нарушается за счет перенапряжения. Для примера рассмотрим электролиз водного раствора соляной кислоты с платиновыми электродами. После начала процесса электролиза на катоде выделяется водород Н++е = Н<>, 2H<> = H2f, а на аноде — хлор С1-—е = С1°, 2 F = l2f. При этом газы адсорбиру- [c.297]

А. Т. Баграмян с сотрудниками изучал влияние pH на катодный процесс при электроосаждении сурьмы из виннокислых растворов. При повышении pH раствора потенциал восстановления сурьмы вначале резко смещается в отрицательную область ( на 0,5 в), а затем почти не меняется. Перегиб кривой ф — pH зависит от плотности тока и гидродинамического режима электролиза. Установлено, что pH прикатодного слоя увеличивается в процессе электролиза, хотя осаждение сурьмы не сопровождается выделением водорода. Расход ионов Н3О+ объясняется специфической структурой восстанавливающихся ионов металла. Концентрационные изменения прикатодного слоя приводят к разрушению виннокислого комплекса сурьмы с образованием ЗЬгОз-лгНаО, которая тормозит восстановление ионов металла и является причиной изменения структуры катодного осадка. [c.513]

На анодах при работе электролизера выделяются хлор и кислород или диоксид углерода в зависимости от вида используемых анодов. Кроме того, с анодным газом смешивается водород, образующийся на ртутном катоде. При норма 1ьных условиях электролиза хлоргаз содержит 0,5% (об.) водорода. Однако при нарушениях процесса электролиза, например при нарушении циркуляции ртути либо попадании в раствор или ртутный катод железа и примесей (так называемых амальгамных ядов —хрома, ванадия и некоторых других) возможно усиленное выделение водорода. Это, помимо снижения выхода по току щелочного металла на катоде, приводит к снижению качества хлоргаза и за счет подщелачивания раствора резко повышает содержание растворенного хлора в анолите, что может нарушить в дальнейшем стадию очистки раствора. При заметном повышении содержания водорода в хлоргазе отдельных ванн эти ванны должны быть отключены и устранены причины (повреждение гуммировочного слоя, снижение скорости циркуляции ртути и др.), приведшие к повышению содержания водорода в хлоргазе. [c.91]

Для описанной ранее системы медь (II) - серная кислота график зависимости нотенциала от времени для медного катода в процессе электролиза при постоянной силе тока подобен кривой, изображенной на рис. 43. Конечно, чем больше сила тока, тем меньше времени нужно для полного выделения меди. Одпако при слишком большой силе тока почти сразу же после начала электролиза происходит энергичное выделение газообразного водорода, в результате чего качество отложенного на электроде металла будет хуже по сравнению с качеством металлического покрытия, получаемого методом электролиза при постоянном наложенном напряжении. Образование газообразного водорода можно иредуиредить, используя катодные деполяризаторы - вещества, которые восстанавливаются легче, чем ион водорода, но не мешают гладкому отложению меди или любого другого металла на электроде. Азотная кислота представляет собой распространенный катодный деполяризатор, так как питрат-иоп восстанавливается до иона аммония нри более положительном потенциале по сравнению с нотенциалом, нри котором идет восстановление ионов водорода. [c.113]

Перенапряжение выделения водорода на ртутном и амальгамной катоде высоко, что обеспечивает возможность проведения процесса электролиза с образованием амальгамы щелочных металлов с высоким выходом по току. При попадании амальгамных ядов на поверхность амальгамы образуются местные включения с низким перенапряжением выделения водорода и наблюдается увеличение расхода тока на разряд водородд. [c.90]