Методы исследования гальваностатический

Б. Б. Эршлером и А. Н. Фрумкиным. Эта работа, а также работа В. А. Ройтера, В. А. Юза и Е. С. Полу ян (1939), в которой были определены скорости анодного растворения и катодного осаждения ряда металлов при помощи гальваностатических импульсов, представляют интерес как примеры первых количественных исследований кинетики электродных процессов нестационарными методами. В настоящее время нестационарные методы исследования получили чрезвычайно широкое развитие в электрохимической кинетике. Большое значение для электрохимической кинетики имели открытие и разработка Я. Гейровским (1922—1925) полярографического метода, при помощи которого были изучены многие электродные процессы. [c.11]

Метод получения гальваностатических кривых заряжения разработан А. Н. Фрумкиным и А. И. Шлыгиным в 1935 г. для исследования электродов из платинированной платины. Через ячейку с изучаемым электродом и инертным раствором сначала продувают водород при этом на поверхности образуется слой адсорбированных атомов водорода [реакция (12.5)] и устанавливается равновесный водородный потенциал. После этого ячейку продувают азотом или аргоном для удаления избытка молекулярного водорода в результате потенциал электрода незначительно (на 20—30 мВ) смещается в положительную сто [c.245]

Метод быстрого гальваностатического заряжения — обычный метод исследования промежуточных частиц, образующихся при электрохимическом катализе. Метод рассмотрен нами на примере исследования адсорбции атомарного водорода (случай, для которого он был первоначально предложен и наиболее широко использован). Однако ясно, что в принципе этот метод можно применить для исследования любой системы при условии, что на анодной или катодной кривой заряжения имеется задержка потенциала, четко связанная с образованием или удалением адсорбированных промежуточных частиц. При отсутствии равновесия между этими частицами и растворенным в электролите газообразным продуктом [6, 8,9] дополнительная адсорбция в системе наблюдаться не может в этих случаях точность и надежность метода увеличиваются. [c.400]

Для изучения кинетики электродных процессов используют стационарные и нестационарные методы. Одним из стационарных методов исследования электродных процессов является измерение потенциала электрода в зависимости от заданной электродной плотности тока (прямой гальваностатический м -тод). Измерение потенциалов электродов можно проводить компенсационным методом, описанным в гл. 7. Схема установки для измерения потенциалов поляризованного электрода показана на рис. 59. [c.128]

Гальваностатический метод применяют главным образом при исследовании электроосаждения металлов, при установлении зависимости потенциал — время. [c.38]

Рассмотренные примеры показывают, что простота теоретических соотношений является особенностью хронопотенциометрии. Это облегчает исследование и интерпретацию электродных процессов, осложненных химическими реакциями. Другим достоинством метода является простота аппаратурной реализации (гальваностатический режим) по сравнению с потенциостатическими методами вольтамперометрии. [c.393]

Исследование анодных и коррозионных процессов проводилось с помощью всего арсенала электрохимических методов, чаще всего поляризации в потенциостатическом, потенциодинамическом и гальваностатическом режимах, в сочетании с чисто коррозионными методами — весовым, рентгенографическим, спектральным и т. д. [7]. [c.107]

Книга посвящена методу хронопотенциометрии, или гальваностатическому методу, широко используемому при электрохимических измерениях. В книге излагаются теоретические основы метода, показаны области его применения, причем основное внимание уделяется применению хронопотенциометрии в аналитическом контроле, а также для исследования кинетики электродных процессов, определения коэффициентов диффузии ионов и изучения адсорбционных явлений на электроде. [c.2]

Существует два основных типа электрохимических исследований — потенциодинамические и гальваностатические. Оба метода основаны на определении граничных потенциалов ПК. [c.146]

Исследование кинетики анодной реакции ионизации металла методом гальваностатической поляризации в буферном электролите (pH = 9) показало, что при добавке 1 г/л вольфрамата наблюдается сильная анодная поляризация стали (рис. 5,13). Малые концентрации ингибитора, хотя и смещают потенциал в положительную сторону, однако не оказывают существенного влияния на анодную поляризуемость стали. Это подтверждает вывод, сделанный при изучении этого же вопроса методом химической пассивации, о преимущественном влиянии малых концентраций ингибитора на эффективность катодного процесса. [c.168]

За.мена высоконикелевых сталей в процессе производства и хранения уксусной кислоты сталями с пониженным содержанием никеля имеет большое значение. Коррозионное поведение-сталей с пониженным содержанием никеля и безникелевых сталей в уксусной кислоте изучено неполно электрохимическое поведение почти не изучено. Исследования такого рода если и проводились, то с применением гальваностатического метода [1]Лб], [13]. [c.21]

Так возникло представление об элементарном акте электродного процесса. Непосредственное определение скорости реакции разряда ионов гидроксония с образованием адсорбированного атома водорода было проведено переменноточным методом в 1940 г. П. И. Долиным, Б. В, Эршлером и А. Н. Фрумкиным. Эта работа, а также работа В. А. Ройтера, В. А. Юзы и Е. С. Полуяна (1939 г.), в которой были определены скорости анодного растворения и катодного осаждения ряда металлов при помощи гальваностатических импульсов, представляют интерес как примеры первых количественных исследований кинетики электродных процессов нестационарными методами. В настоящее время нестационарные методы исследования получили чрезвычайно широкое развитие в электрохимической кинетике. Большое значение для электрохимической кинетики имело открытие и разработка Я. Гейровским (1922—1925 гг.) полярографического метода, при помощи которого были изучены многие электродные процессы. [c.12]

Конструкции ячеек, исследуемые электроды, подготовка их перед опытом, приготовление растворов для потенциостатических, гальваностатических, кулонометрпческих измерений одинаковы. Выбор методики и метод исследования определяются конкретной задачей практикума, поставленной перед студентом. [c.47]

Переключатели такого типа употребляются в нотенциостатиче-ских и гальваностатических методах исследования электродных реакций [59]. [c.134]

Физические методы являются необходимым дополнением к электрохимическим методам, которые позволяют на основании зависимостей параметров электродного процесса (плотности тока, потенциала и т. д.) от сьойств исследуемой системы и условий эксперимента судить о кинетике и механизме электрохимической реакции образования активных центров. К электрохимическим методам относятся классическая полярография, хроновольтамперометрия, потенциостатическая осциллополярография, хронопотенциометрия, гальваностатическая осциллопо-лярография, метод вращающегося диска с кольцом, а также циклическая вольтамперометрия, хронопотенциометрия с изменением направления тока [13, с. 37]. Причем электрохимические методы исследования непрерывно развиваются и совершенствуются. Теоретические основы различных электрохимических [c.108]

Анодные кривые потенциал — плотность тока для никеля, полученные потенциоста-тическими, потенциокинетическими и в ранних исследованиях гальваностатическими методами, публиковали многие авторы. К сожалению, данные различных работ не всегда хорошо согласуются. Главной причиной расхождений является, по-видимому, различие природы и количества примесей в металле [4, 5] или растворе [6] (что может сильно влиять на форму поляризационной кривой), а также различие в постановке экспериментов [7—9]. [c.138]

Более сложная кривая Б в гальваностатических и потенциоста-тпческих условиях воспроизводится различно. В последнем случае на кривой Б—II имеется участок бвгд, который не выявляется при гальваностатическом методе исследования и который может быть изучен. [c.346]

При исследовании металлов, склонных к пассивации, метод снятия гальваностатических кривых является не-соверщенным. Он искажает истинную картину чередования анодных реакций. В подобных случаях используют метод снятия потенциостатических поляризационных кривых, нащед-щий широкое распространение лишь в последнее десятилетие. [c.43]

Для более глубокой оценки коррозионного поражения металлических поверхностей описанный метод можно сочетать с электрохимическими исследованиями, проводимыми с помощью снятия поляризационных кривых гальваностатическим или потенциоста- [c.79]

Основными объектами исследования выбраны процессы зародыщеобразования меди и серебра на стеклоуглероде, являющиеся классическими моделями начальных стадий электрокристаллизации. Нанесение зародышей металла на предварительно стандартизированную зеркальную поверхность стеклоуглерода осуществляли двухимпульсным потенциостатическим или гальваностатическим методами. [c.45]

Одним из основных методов её исследования является анализ поляризационных кривых, отражающих зависимость скорости процесса г от величины электродного потенциала е. Такие кривые можно получить компенсационным методом, потенциостатически или гальваностатически с применением неподвижного электрода или вращающегося дискового электрода. Природу замедленной стадии можно установить по форме кривой, ее изменению с изменением температуры, концентрации и состава электролита. По характеру зависимости предельного тока от скорости вращения дискового электрода можно разграничить влияние диффузии и химической стадии. Форма кривых изменения потенциала электрода во времени при постоянной плотности тока или без него дает возможность судить об отсутствии или наличии пассивационных явлений. Температурная зависимость скорости электрохимических реакций (температурно-кинетический метод) используется для расчета [c.138]

За последнее время в электрохимических исследованиях все возрастающее применение находят так называемые быстрые методы, особенностью которых в отличие от ручных измерений является автоматическая запись потенциала ф исследуемога электрода, либо плотности тока , протекающего через электроды, либо функциональной зависимости чр — г. Используемые для этих целей установки по наименованию лежащих в их основе методов можно разделить на две группы — потенциостатические и гальваностатические. Под первыми подразумеваются схемы,, при помощи которых автоматически регистрируется сила тока при постоянном (или изменяющемся по заданному закону) потенциале, под вторыми — схемы для записи потенциала исследуемого электрода при постоянной (или задаваемой) плотности тока. [c.252]

В предыдущей работе применялся гальваностатический метод снятия поляризационных кривых. При исследовании необратимых явлений на аноде и, в частности, при изучении анодной пассивности предпочтительнее потеЦциостатический метод снятия поляризационных кривых, при котором постоянным поддерживается потенциал электрода, а сила тока, изменяясь со временем, в конечном счете принимает некоторое установившееся значение. Полная кривая анодной поляризации меди в нейтральном хлоридном растворе, полученная потенцио-статическим методом, приведена на рис. 109. Кривая характеризуется наличием трех отчетливо выраженных ветвей. Ветвь а охватывает область потенциалов, непосредственно примыкающих к стационарному потенциалу медного электрода со стороны более положительных зна-220 [c.220]

Поляризационные измерения потенциостатическим и гальваностатическим методами при электрохимических исследованиях процессов, протекающих в си--стеме электрод — электролит, проводят на потенцностате П-5827М. Основная функция потенциостата — поддержание потенциала или поляризующего тока исследуемого электрода на заданном уровне. [c.85]

Поляризационные кривые дают возможность определить скорость электрохимических реакций, протекающих на металле в данной среде. Этот метод нашел применение не только для теоретических исследований, но и для практических задач по выбору подходящих материалов для данных условий. Снятие поляризационных кривых можно проводить гальваностатическим или потенцпостатнческим методом. В первом случае через ячейку пропускают ток определенной плотности и изучают изменение потенциала, во втором — исследуемому электроду задают определенный потенциал и измеряют силу тока, устанавливающуюся в системе при данном потенциале, [c.31]

Для исследования катодных процессов при выделении алюминия из эфирных растворов применяли в основном метод поляризационных кривых в гальваностатическом и потенциодинамиче-ском режимах. Высокая молярность эфирных электролитов по алюминию не позволяет обнаружить этими методами предельную плотность тока при разряде эфирата алюминия. Разработана специальная импульсная методика обнаружения предельного тока по катионам А1Х2-Э+ [297]. [c.88]

Широкое распространение при исследовании кинетических токов (а также адсорбционных явлений) получил хронопотенциомет-рический (гальваностатический) метод, о котором уже не раз упоминалось в этой главе. Этот метод заключается в снятии кривых зависимости потенциала электрода от времени электролиза при заданной величине тока. [c.47]

В уже цитированной работе [418] для исследования кинетики электрохимических процессов в присутствии поверхпостно-активных веществ был применен импульсный гальваностатический метод. Многими авторами для изучения торможения электрод- [c.91]

Во все возрастающем числе исследований по кинетике электродных процессов выходной сигнал с электрохимического устройства подвергается преобразованию из аналоговой в цифровую форму и да лее хранится на магнитной ленте, перфокартах или перфолентах для дальнейшей обработки на вычислительной машине. В качестве образ ца широкого использования таких методов можно рекомендовать ра боту Брайтера, содержащую автоматическую обработку вольтамперо метрических данных [81], а также обработку гальваностатических и потенциостатических данных [82], далее работу Брауна и др. [94] по полярографии на постоянном и переменном токах, работу Перона и др. [445] с использованием быстрой развертки в дифференциальной полярографии, многокапельный анализатор в хронокулонометрии, использованный Лауэром и Остеръянгом [332]. В таких подходах время обработки данных уменьшается по меньшей мере на порядок при повышенной точности. [c.271]

Аналогичные эллипсометрические измерения пассивирующих окисных пленок на железе проведены Кудо, Сато и Окамото [75], продолжившими работу Сато и Коэна по механизму роста окисных пленок на железе [83]. На рис. 13 показаны изменения Д и ц при потенциостатическом окислении железа и гальваностатическом восстановлении окисной пленки на железе, а на рис. 14 приведено сравнение экспериментальных и теоретических изменений Д и ц/ для нескольких принятых значений оптических констант пленки. Соотношение между толщинами окисных пленок на железе, определенными кулонометрическим и эллипсометрическим методами, приведено на рис. 15 (ср. [78]). Эллипсометрические, емкостные и кулонометрические свойства изучались также Уордом и Де-Гинетом [80]. Проанализировано накопление протонов и содержание воды в пленке (ср. [81, 84]) в зависимости от ее толщины. В случае сложного поведения пассивирующих окисных пленок на железе, как при их образовании, так и при катодном восстановлении, эллипсометрические исследования дают существенную дополнительную информацию, которую нельзя получить ни поверхностной кулонометрией, ни химическим анализом пленки. [c.434]

Важность платины как катализатора электроокисления низкомолекулярного топлива (этилена, метана, пропана, метанола, муравьиной кислоты, гидразина и т.п.) породила обширную литературу по окислительным свойствам самой платиновой поверхности. Большинство работ было выполнено хорошо известными электрическими методами, включая быстрый сдвиг потенциала [65], анодную и катодную потен-циодинамическую развертку [64, 92, 93] и гальваностатические анодную и катодную кривые заряжения [64, 90, 94, 96, 98]. Изучался также рост окисных пленок во времени [64], Обнаружено, что между процессом анодного образования поверхностных окисных пленок и обратным процессом восстановления существует значительное запаздывание [65, 91, 93]. Поверхностный окисел может действовать и как ингибитор [99], и как сореагент [100] в зависимости от типа окисляющихся молекул и от электродного потенциала (см. обзор [101]). Поведение и свойства окисных пленок играют существенную роль в кинетике и механизме электрокаталитического восстановления кислорода, которое в зависимости от потенциала может протекать на поверхности, покрытой адсорбированными кислородсодержащими интермедиатами. Из предыдущих замечаний следует, что весьма важно иметь еще один источник сведений об окисных пленках, который бы дополнил различные электрические методы. Однако результаты эллипсометрических исследований, являющиеся таким источником, неоднозначны. [c.438]

Широкие возможности для исследования характера анодного растворения латуней дает метод вращающегося дискового электрода с кольцом [116]. При его использовании диск изготавливается из исследуемой латуни, а кольцо — из чистой меди или граф1 та. Осуществляя анодное растворение диска в гальваностатических условиях, ионы меди улавливают (восстанавливают) на кольце при потенциалах, отвечающих предельному току восстановления. По, величине этого тока, исправленного с учетом коэффициента конвективного переноса, можно рассчитать парциальный ток растворения меди из латуни, а зная общий ток на диске, нетрудно найти парциалБный ток окисления цинка и коэффи- [c.128]

Исследования проводили гальваностатическим и потенциодинами-ческим методами. Реагентами были 0,5М и 0,05М N2H4, фоном служил 1М КОН. [c.190]

Для проведения коррозионных исследований с помощью электрохимических поляризациоиных измерений используют два метода гальваностатический и потенциостатический. В первом методе за постояниую, или запрограммированную во времени, величину принимается (задается) сила тока, поляризующего электрод, соответственно постоянной считается плотность тока. При этом потенциал электрода зависит от плотности тока, скорости коррозионного процесса, состава коррозионной среды и т. д. [c.195]

За исключением явлений анодной пассивности и некоторых специальных случаев, большинство поляризационных кривых имеет сравнительно несложную форму и, следовательно, может быть построено с помощью более простого гальваностатичеоко-го способа. Не представляет больших сложностей и потенциостатический способ измерений, если не прибегать к специальным электронным потенциостатам — приборам, автоматически регулирующим заданные значения потенциала и позволяющим измерять соответствующие этим значениям силы поляризующего тока. Схема таких приборов сложна и в настоящее время не отработана окончательно, а получаемые результаты незначительно отличаются от тех, которые устанавливаются с помощью классического потенциостата [268]. Гальваностатический и потенциостатический методы снятия поляризационных кривых будут более подробно рассмотрены ниже, а сейчас обсудим те общие практически неизбежные трудности, которые снижают достоинство метода поляризационных кривых при исследовании коррозионных процессов или делают его полностью неприменимым. С этой целью рассмотрим отклонение реальных поляризационных кривых от идеальных для одного из наиболее часто встречающегося случая коррозии металлов в присутствии кислорода в нейтральных и слабокислых растворах [1, 52, 251]. В этих случаях идеальная кривая катодной поляризации имеет три характерных участка Л, В и С (рис. 99). Участок А показывает, что процесс катодной деполяризации при соответствующих силах коррозионного тока и значениях потенциала осуществляется за счет восстановления кислорода на локальных микрокатодах. Форма среднего участка кривой В определяется затруднением диффузии кислорода к микрокатодам. Верхний участок кривой С соответствует таким значениям силы коррозионного тока и потенциала, при которых катодный процесс начинает протекать за счет выделения водорода. Сложную форму идеальной кривой катодной поляризации можно рассматривать как последовательное сложение трех элементарных кривых I, II и III. Первая кривая может быть практически получена тогда, когда концентрация кислорода в растворе очень высока. В тех же случаях, когда достаточно велика концентрация ио- [c.164]

Исследование поляризации металлов в расплавленных солевых средах в гальваностатическом и потенциостатическом режимах позволяет сделать ряд определенных выводов относительно характера процесса коррозии. Особенно ценную информацию дают потенциостатические исследования наблюдение за изменением во времени плотности тока, проходящего через границу раздела металл — расплав, при неизменном потенциале. Когда продукты анодного растворения накапливаются на пов р1хиости металла и нарушают го мошакт с электролитом, ток уменьшается. Происходит замедление анодного растворения металла — его пассивация. Метод по-тенциостатических поляризационных кривых получил широкое применение для изучения пассивации не только в водных средах, но и в расплавленных солях [116, 124, 127—131]. Его методика детально описана в работах. Колотыркива и сотр. [132]. [c.176]

При исследовании ЭХО применяют следующие методы снятия поляризационных кривых 1) основной гальваностатический (метод ступенчатого изменения тока) 2) релаксационный гальваностатический [481 3) импульсно-гальваностатический [191] 4) потен-циостатический [48] 5) потенциодинамический [71]. [c.21]

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]

В нашей стране налажен серийный выпуск потенциостатов П-5827 и П-5827М, которые работают и как гальваностаты. Эти потенциостаты позволяют снимать поляризационные кривые по-тенциодинамическим и гальваностатическим методами при электрохимическом исследовании анодных и катодных процессов, протекающих в растворе электролита. С помощью потен-циостата, снимая поляризационные кривые, можно выбрать условия для проведения различных электрохимических процессов, например для получения чистых веществ, для испытания коррозионных свойств металлов и сплавов, для фазового анализа в металлографии, для анализа сплавов, растворов и т. п. Потенциостаты в комплекте с вспомогательным оборудованием обеспечивают поддержание заданного потенциала рабочего электрода изменение потенциала или тока рабочего электрода ступенчато и по линейному закону с различной скоростью развертки поддержание заданного тока поляризации рабочего электрода изменение потенциала или тока поляризации рабочего электрода в соответствии с напряжением внешнего задающего генератора регистрацию потенциала рабочего электрода и тока поляризации. [c.30]

Автор настоятельно рекомендует пользоваться трехэлектродной системой в текущем полярографическом анализе. Без потенциостатического и гальваностатического контроля соответствие эксперимента теории получить нелегко. Кроме того, установлено, что многие приборные и другие дефекты наряду с теми, которые обусловлены хорошо известным омическим падением напряжения, также сводятся к минимуму или даже полностью устраняются трехэлектродной системой. Исследование постояннотоковых максимумов, выполненное Хаукриджем и Бауэром [88, 89], является прекрасным примером такого рода возможностей, как это видно на рис. 2.21. С двухэлектродной системой максимум на волне восстановления меди в некоторых средах наблюдается в очень широком интервале потенциалов. Если попытаться определить другой элемент, восстанавливающийся при более отрицательных потенциалах, чем медь, в присутствии высоких концентраций меди двухэлектродным полярографом, то возникнет ряд трудностей, так что определение вообще может стать невозможным. Однако при определении на трехэлектродном потенциостатическом приборе максимум меди ограничен небольшим интервалом потенциалов, и определение более катодно восстанавливающихся ионов теперь не составляет труда. Опыт автора показывает, что значительное число помех в полярографии, особенно в современных полярографических методах, являются не чем иным, как приборными дефектами, обусловленными влиянием омического падения напряжения в двухэлектродной полярографии. В последующих главах будет подразумеваться использование трехэлектродной системы. [c.288]

Недостатком гальваностатических методов является большее и непрерывное влияние заряжения двойного слоя. Это, как упомянуто выше, одна из основных причин очень ограниченного применения хронопотеициометрии в аналитической работе, где значительный интерес представляют низкие концентрации и вследствие этого токи заряжения. Исследования кинетики электродных процессов с использованием хронопотеициометрии обычно можно выполнить при концентрациях выше 10 М, когда соотношение фарадеевского тока к току заряжения относительно благоприятно. В потенциостатическом эксперименте заряжение двойного слоя происходит в самый начальный момент эксперимента. В гальваностатическом варианте регулируемый ток делится между фарадеевским процессом и процессом заряжения, и так как потенциал изменяется в течение всего эксперимента, то заряжение двойного слоя происходит непрерывно и к тому же так, что компенсировать его трудно [53]. Например, если наложить постоянный ток /, то ток, идущий яа фарадеевскую реакцию, будет равен [c.506]

Получены предварительные результаты поляризации окрашенных электродов потенциостатическим методом, которые дополняют данные гальваностатических исследований. Для поддержания постоянного потенциала применяли потенциостат типа П-ЗБ, конструкция которого разработана физико-химическим институтом им. Карпова. Опыты проведены, в атхмосфере азота,, в 0,5 н серной кислоте на электродах, изготовленных из углеродистой стали Ст. 3 или из железа Армко и окрашенных эпоксидной эмалью на основе смолы Э-33, отвержденной 50%-ным раствором гексаметилендиамина или бакелитовым лаком. Электроды помещали в электролит за час до начала опыта. [c.90]

В случаях когда применим быстрый гальваностатический метод, можно проводить исследование с помощью простого потенциостати-ческого метода, используя электронный потенциостат с малым временем отработки. Пусть на гальваностатической кривой заряжения имеется область заряжения двойного слоя (ср. рис. 1 и 2), т. е. можно определить потенциал, при котором десорбция водорода практически полностью закончилась, а адсорбция кислорода еще не началась. Если быстро навязать электроду этот потенциал (в исходном состоянии электрод либо вовсе не поляризуется, либо выдерживается в условиях стационарной катодной поляризации) и проинтегрировать начальный участок зависимости тока от времени, то можно определить количество электричества, необходимое [c.403]