Цепь водородно-кислородная

Простые химические цепи. В водородно-кислородном элементе [c.200]

Особыми свойствами обладает водородно-кислородная цепь [c.488]

Э. д. с. водородно-кислородной цепи не зависит от активности ионов Н+ и ОН в растворе, а определяется парциальным давлением газов на электродах и температурой. При 298 К и парциальном давлении газов, соответствующем нормальному атмосферному (см. 176), [c.488]

Различают цепной и тепловой взрывы. Цепной взрыв, или воспламенение, наблюдается при протекании цепных реакций с разветвленными цепями. Эти реакции характеризуются верхним и нижним пределами воспламенения, которые зависят от температуры. Так, например, для водородно-кислородных смесей при 25° С и общем давлении 760 мм рт. ст. нижний предел воспламенения составляет 5,7 об. % кислорода, верхний предел — 95 об./6 кислорода. Существуют аналогичные пределы для хлоро-водородных и других горючих смесей. [c.358]

Наиболее разработан в настоящее время водородно-кислородный топливный элемент. Этот элемент представляет собой герметически закрытую камеру с двумя пористыми (металлическими или графитовыми) электродами, погруженными в раствор щелочи (например, КОН). В камеру непосредственно к поверхностям электродов подаются газообразные водород и кислород. При этом на одном электроде — на аноде — происходит электрохимическое окисление водорода с одновременной отдачей электронов во внешнюю цепь [c.83]

Следовательно, э. д. с. водородно-кислородной цепи при 80 °С можно определить по уравнению [c.114]

Отсюда видно, что э. д. с. водородно-кислородного элемента зависит от парциальных давлений газов, но не зависит от pH среды. Следовательно, в растворах щелочей, кислот и в воде э. д. с. должна быть одинаковой. Электропроводность чистой воды очень мала, поэтому к ней обычно добавляют раствор КОН. Иначе водороднокислородную цепь можно записать М1, Н2 КОН 02, Мг. Источником электрической энергии в ней является энергия химической реакции образования воды из газообразных водорода и кислорода [c.435]

Э. д. с. водородно-кислородной цепи не зависит от активности ионов Н+ и ОН в растворе, а определяется парциальным давлением газов, на электродах и температурой. При 298 К и парциальном давлении газов, соответствующем нормальному атмосферному (см. 176), э. д. с. равна 1,23 В. Если водородно-кислородная цепь работает как источник тока, происходит синтез воды из газов, если ток пропускается через нее от внешнего источника, то идет электролиз воды. Обратимое напряжение разложения воды равно э. д. с. водородно-кислородной цепи. [c.488]

Химические цепи имеют большое практическое значение. Разнообразные химические источники тока — первичные (гальванические элементы) и вторичные (аккумуляторы) — представляют собой химические цепи. Рассмотренная водородно-кислородная, цепь является одним из видов так называемых топливных элементов. Такие элементы представляют собой электрохимические системы, которых протекает реакция окисления топлива или продуктов его переработки (водорода, оксида углерода, водяного газа и др.). Элементы характеризуются высоким коэффициентом использования топлива (70—80%) по сравнению с 30—40% теплосиловых установок, производящих электроэнергию. Несмотря на то что при создании топ- [c.488]

Разность равновесных потенциалов электродных реакций называется обратимым напряжением разложения электролита Uq- Последнее численно равно э. д. с. электрохимической цепи, в которой протекает реакция, обратная реакции при электролизе. Например, обратимое напряжение разложения воды равно э. д. с. водородно кислородной цепи, при отборе тока от которой идет синтез воды из водорода и кислорода (см. 178). При 298 К э. д. с. этой цепи, а следовательно, и Uo равны 1,23 В. Учитывая соответствие между э. д. с. и обратимым напряжением разложения, последнее можно определить по термодинамическим данным согласно (175.9). При электролизе воды происходит выделение водорода на катоде и кислорода на аноде, причем каждый процесс сопровождается свойственным ему перенапряжением, зависящим, в первую очередь, от материала электродов [c.515]

В настоящее время разработано много электрохимических схем и предложено много различных конструкций топливных элементов. Самый распространенный из них и отработанный во множестве вариантов водородно-кислородный два электрода специальной конструкции погружены в раствор щелочи. К поверхности одного из них непрерывно подводится водород (топливо), а к поверхности другого — кислород (окислитель). При замыкании электрической цепи на отрицательном электроде происходит реакция окисления [c.222]

Количество затраченного электричества можно найти путем графического интегрирования функции (20.П). Во многих случаях все же удобнее пользоваться химическими кулонометрами, которые включают в цепь последовательно с электролитической ячейкой. Через кулонометр тогда проходит такое же количество электричества, какое проходит через электролитическую ячейку. Если кулонометр содержит, например, раствор нитрата серебра, на катоде его выделяется серебро, по массе которого с помощью формулы (20.7) вычисляют количество электричества <7 Пользуются также водородно-кислородными кулонометрами, в которых протекает электролиз воды. Смесь водорода и кислорода собирают, измеряют объем ее и с помощью формулы (20.8) вычисляют количество электричества. При этом следуег иметь в виду, что г = 4 и =3 [c.280]

При некоторых радикальных процессах число радикалов может возрастать в стадии роста цепи. Такие реакции называют разветвленными — они имеют место при горении и взрыве. Напрнмер, при некоторых условиях водородно-кислородное пламя включает ступень Н -Ь02- Н0>- -0>. В этой книге не будут рассматриваться разветвленные цепные реакции для ознакомления с этим вопросом читатель может обратиться к специальной литературе [2. 3]. [c.16]

Габером [5] измерена электродвижущая сила водородно-кислородной цепи при температурах 300—1000° С, с использованием в качестве электролитов расплавленных щелочей, стекла и фарфора, и показана обратимость этих цепей при высоких температурах. [c.358]

Отметим еще, что Воеводский и Солоухин [53] в результате изучения самовоспламенения водородно-кислородных смесей в ударных волнах нашли, что кривая второго предела (см. рис. 111), продолженная в область горения, делит последнюю на две части область сплошь разветвленных цепей при высоких температурах и область, прямых цепей с редкими разветвлениями при низких. [c.428]

Схема действия водородно-кислородного топливного элемента представлена на рис. 10.8. В закрытый сосуд с электролитом, нанример с разбавленной серной кислотой, опущены электроды. Один из них контактирует с молекулярным водородом, другой — с кислородом. Газы отделены друг от друга полупроницаемой диафрагмой. На катоде молекула Нг диссоциирует на два атома, которые, оставляя свои электроны на катоде, переходят в раствор в виде ионов Н+. Водородные ионы проходят через диафрагму. На аноде ионы водорода соединяются с кислородом, образуя воду. При соединении обоих полюсов топливного элемента проводом свободные электроны движутся от катода к аноду и в цепи протекает электрический ток, который направляют потребителю. [c.559]

Ведущая кинетическая цепь реакции окисления водорода кислородом отвечает элементарным реакциям (1) — (3), которые протекают с участием атомов и радикалов и образуют единую разветвленную цепь. Однако в водородно-кислородных пламенах по мере прохождения этих реакций все более важную роль начинают играть и другие стадии пламенного процесса, и когда реакции (1) — (3) становятся существенно обратимыми или генерируемые ими активные частицы гибнут в конкурирующих реакциях, разветвление цепи прекращается. Таким образом, в пламени (в отличие от фронта детонации) имеет место динамическое равновесие, и значительная доля энтальпий горения аккумулируется в радикалах и атомах, присутствующих в пламени в высоких концентрациях. Энергия радикалов и атомов рассеивается в реакциях рекомбинации, медленно протекающих по уравнениям третьего порядка [главным образом по уравнениям (10) и (И)]. Эти реакции идут во времени и пространстве еще довольно долго после завершения реакций продолжения и разветвления цепи и обусловливают медленное приведение актив- [c.558]

Из уравнения (399) следует, что э. д. с. водородно-кислородного элемента зависит от парциальных давлений водорода и кислорода, увеличиваясь с их ростом по логарифмическому закону. В то же время э. д. с. не зависит от pH среды и должна быть одной и той же в чистой воде, растворах щелочи или кислоты. Так как электропроводность чистой воды очень низка, то в реальных элементах используется раствор щелочи, чаще всего раствор КОН. Водороднокислородную цепь правильнее поэтому записать в следующем виде [c.191]

Водородно-кислородная цепь. Похожий на предыдущий, но несколько более сложный случай представляет цепь [c.387]

Топливные элементы. Водородно-кислородная цепь представляет собой интересный пример гальванического элемента, в котором электрическая энергия получается непосредственно за счет энергии горения. Такое использование горючих материалов в принципе гораздо более экономно, чем их сожигание в топках паровых котлов или в двигателях внутреннего сгорания, так как процесс горения протекает в гальваническом элементе в условиях более близких к обратимым, чем при обычном сожигании. Было сделано много попыток придать водородно-кислородной цепи техническое осуществление, но все они не дали большого успеха. Главными затруднениями являются медленность, процессов горения на электродах и сильная поляризуемость цепей, препятствующая отбиранию от них токов сколько-нибудь значительной силы. [c.388]

Э.д.с. водородно-кислородно и цепи равна [c.218]

При помощи таких электродов из платинированной платины мы можем, следовательно, построить обратимые водородные, кислородные, хлорные, бромные и йодные электроды. Если составить из двух таких электродов обратимую гальваническую цепь, примен я в качестве материала, дающего ионы, одно и то же вещество, но различной концентрации, то получается концентрационная цепь, точно так же, как и у амальгам. В качестве электролита следует брать такой, который содержит соответствующие ионы, — для водорода, например, какую-нибудь кислоту, для кислорода — соответствующие ему ионы ОН (или О ионы), т. е. какую-нибудь щелочь и т. д. В остальном природа электролита в таких цепях не играет никакой роли. [c.185]

На первый взгляд кажется, что возможность разложения воды уже при помощи минимальной э. с. находится в противоречии с законом сохранения энергии Закон сохранения энергии гласит, что для обратимого перехода системы из одного состояния в другое необходимо всегда затратить одну и ту же работу. Это имеет место, однако, и в данном случае. Если мы хотим обратимым путем перевести воду в водород и кислород под атмосферным давлением, то мы можем достигнуть этого, пользуясь электрической энергией. Для этого достаточно взять описанную выше водородно-кислородную цепь (оставляя в стороне ее недостатки), в которой га ы находятся под атмосферным давлением, и включить обратно направленную э. с., немного превышающую силу самой цепи. Тогда мы превращаем исключительно при помощи электрической энергии воду в водород и кислород под атмосферным давлением. То же самое превращение можно, однако, представить себе происходящим и другим путем. [c.298]

Отсюда видно, что электродвижущая сила водородно-кислородной цепи сыражается [c.34]

Простые и сложные химические цепи. В простых химических цепях один электрод обратим относительно катионов электролита, другой —относительно анионов. В водородно-кислородном элементе М, Н21Н2О1О2М на левом электроде протекает реакция ионизации водорода [c.435]

Кулонометры — приборы, измеряющие количество электричества, включают в цепь последовательно с ячейкой для электролиза. Для кулонометрического анализа представляют интерес газовые и титрацион-ные кулонометры. Представителем газовых кулоно-метров является водородно-кислородный кулонометр, в котором под действием тока происходит электролиз воды и выделяется газообразная смесь водорода и кислорода. Объем газовой смеси, пропорциональный количеству электричества, измеряют калиброванной бюреткой. Схема такого кулонометра приведена на рис. 25.15. [c.522]

В нач. 20 в. предполагалось создать Т. э. для прямого превращения энергии прир. видов топлива-прир. газа, нефтепродуктов или оксида углерода, получаемого газификацией углей (отсюда назв.),-в электрическую как альтернативу тепловым машинам, кпд к-рых ограничен вторым началом термодинамики. Задача оказалась трудной из-за инертности этих топлив к электрохим. р-циям. В 60-х гг. 20 в. были разработаны водородно-кислородные Т. э. с использованием щелочного р-ра электролита (обычно 30-40%-ный водный р-р КОН) и в качестве топлива-водорода высокой степени чистоты. Эти Т. э. (рабочая т-ра от 20 до 100 °С, в отдельных вариантах до 160 °С) предназначены для космич. кораблей, автономных устройств связи и т.д. В них используются т. наз. газо диффузионные электроды-пористые никелевые или угольные электроды с нанесеннььми катализаторами (дисперсные Р1, №, Ag и т.д.), к-рые, с одной стороны, контактируют с электролитом, с другой - с реагирующим газом. На отрицат. электроде водород электрохимически окисляется (Нз 4- 20Н -> 2Н20 + 2е ), на положительном-восстанавливается кислород (1/2О2 + 4-НдО-Н 2е - 20Н ). Образующаяся вода поступает в электролит (что требует рециркуляции электролита и удаления воды с помощью внеш. устройств) либо испаряется с пов-сти электродов (при рабочих т-рах выше 60 С). Эдс кислородно-водородной цепи при давлении газов 0,1 МПа (1 атм) и 25 °С равна 1,229 В, а при 100 °С равна 1,162 В напряжение разомкнутой цепи около 1,1 В номинальная плотн. тока 500-2000 А/м (катализатор-скелетный №), 4-8 кА/м (Р1). Срок службы водородно-кислородных элементов до 10 тыс. часов. [c.610]

Фирма Директ энерджи конвейршн в Ленне проводит теоретическую работу в области электрохимии и электродных систем. Например, исследователи заметили, что э. д. с. водородно-кислородных топливных элементов никогда не превы-П1ает 0,93 в. Поэтому, чтобы повысить напряжение разомкнутой цепи, а следовательно, увеличить общий к. п. д, элемента, сейчас проводится детальное изучение кислородного электрода. Цель другого теоретического исследования заключается в получении более высоких характеристик элемента за счет улучшения электролитов. [c.432]

Вещество, определяемое кулонометрическим методом при постоян-но 4 потенциале, взаимодействует на электроде, потенциал которого поддерживается при таком значении, когда исключены нежелательные электродные реакции (см. раздел IVB, посвященный электролизу при регулируемом катодном потенциале). В процессе электролиза сила тока уменьшается по экспоненциальной зависимости следовательно, значение Q можно определить при помощи интегрирования. Самый простой метод определения Q основан на использовании кулонометра, который включается в цепь с реакционной ячейкой. Сам кулонометр представляет собой электролизер, позволяющий получать продукт (со 100%-ным выходом по току), количество которого можно точно измерить. Обычно используют три типа кулонометров — серебряные, медные и газовые. Прохождение одного кулона электричества вызывает осаждение 1,118 мг серебра в серебряном кулонометре, 0,659 мг меди в медном кулонометре и выделение 0,1739 мл газа в водородно-кислородном кулонометре. Значение можно определить с точностью до долей кулона, так как точность взвешивания составляет доли миллиграмма. Следовательно, рассматриваемый метод обладает высокой чувствительностью и точностью. Однако в течение ряда лет его практическое применение было ограниченным из-за трудностей, связанных с поддержанием постоянного катодного потенциала. В настоящее время прецизионные потенциостаты легкодоступны. Успехи аналитического приборостроения привели к тому, что кулонометрия с использованием потен-циостатов превратилась в простой и быстрый метод, пригодный для проведения массового анализа. Наличие приборов, позволяющих регулировать катодный потенциал, дает возможность проводить последовательное определение нескольких веществ. Современные электронные [c.430]

ЭДС водородно-кислородной цепи не зависит от рода электролита, если последний достаточно разбавлен, что подтвердили измерения Смайл я (1902) и др. [c.388]

Водородно-кислородную цепь мы можем причислить к так называемым цепям горючих веществ 2) (Вгеппз1оНкеиеп), позволяющим энергию сгорания некоторых горючих тел непосредственно превращать в электрическую энергию. В качестве хорошо изученного примера мы коснемся далее элемента из окиси углерода или генераторного газа, в котором электромоторно-активным является процесс С0-)-- 2— 2- [c.254]

По новейшим опытам Баура ) не исключена возможность, что удастся изготовить пригодный водородно-кислородный (или воздушный) аккумулятор. Баур пользовался в качестве электродов проволочными сетками или щетками из железа, обладающими большой поверхностью, которые одновременно или последовательно омывались газом и электролитом. В качестве электролита он целесообразно выбрал смесь 40% КОН и 60 °/о NaOH, показывающую низкую точку плавления. Такая цепь давала при повышенной температуре почти точно такую же э. с., какую можно было ожидать по теории, и работала при приемлемом напряжении с плотностями тока на электродах в несколько сот амп./м . С другой стороны, Бауру удалось, пропуская в электролит продолжительно перегретый водяной пар, использовать данную систему для удобного и дешевого электролиза воды. Так, при 325° и напряжении всего лишь в 1,68 вольт была достигнута плотность тока на электродах в 1 ООО амп./л2 В качестве электролита в данном случае служил расплавленный технический едкий натр. [c.268]