Электролиз воды, катодный

Для определения уксусной кислоты в ацетонитриле использовали метод кулонометрического титрования с помощью ионов ОН, образующихся при электролизе воды в катодном пространств ве. Какова молярная концентрация СНзСООН, если сила тока 25,0 мА, время электролиза 85 с, объем исследуемого раствора 60,0 см [c.103]

В случае разделения в системе Н-О с использованием электролиза с ТПЭ, а = 6-9 при энергозатратах 3,8-4,3 кВт ч на 1 нм водорода, что превосходит параметры зарубежных водно-щелочных электролизёров. В работе [3] было проведено исследование процесса разделения изотопов водорода в системе протий — дейтерий при электролизе воды в ячейке с ТПЭ. При проведении электролиза в электрохимической ячейке с ТПЭ вода может подводиться как в анодное, так и в катодное пространство. С точки зрения энергетики более выгоден вариант с анодной подачей воды. При этом на поверхности анодного электрокатализатора происходит разложение молекул воды. Образующийся при этом кислород в газообразном состоянии выделяется в анодное пространство, а гидратированные ионы водорода переносятся через мембрану из ТПЭ [c.285]

Изучение водородного перенапряжения позволяет выяснить механизм этой реакции и представляет большой интерес с теоретической точки зрения. Установленные при этом закономерности можно частично распространить и на другие электрохимические реакции, что значительно повышает теоретическую значимость работ по водородному перенапряжению. Изучение водородного перенапряжения имеет также большое практическое значение, потому что современная промышленная электрохимия является преимущественно электрохимией водных растворов, и процессы электролитического разложения воды могут накладываться на любые катодные и анодные реакции. Водородное перенапряжение составляет значительную долю напряжения на ваннах по электролизу воды и растворов хлоридов. Знание природы водородного перенапряжения позволяет уменьшить его, а следовательно, снизить расход электроэнергии и улучшить экономические показатели этих процессов. В других случаях (электролитическое выделение металлов, катодное восстановление неорганических и органических веществ, эксплуатация химических источников тока) знание природы водородного перенапряжения позволяет успешно решать обратную задачу — нахождение рациональных путей его повышения. Все эти причины обусловили то, что изучение процесса катодного выделения водорода и природы водородного перенапряжения всегда находилось и находится в центре внимания электрохимиков. [c.397]

Рассчитайте количество джоулевой теплоты, выделяющейся за 1 ч в биполярном хлорном электролизере для электролиза соляной кислоты нагрузкой 1000 А, состоящего из 50 последовательных ячеек. Напряжение на ванне 115 В, выход по току 90 %. При расчете предполагать,что снижение выхода по току полностью обусловлено внутренними утечками тока и взаимодействием анодных и катодных продуктов. Электролизом воды и теплотой от сгорания анодов пренебречь. Расчет теплового эффекта электрохимической реакции провести через термодинамические функции ее отдельных компонентов. [c.135]

Катодный и анодный выходы по току равны 60 % (40 % электричества расходуется на электролиз воды). Температура процесса 70° С. Рабочее время ванны за 1 ч равно 56 мин. Тепловое напряжение разложения воды при 343 К 1,474 В. [c.229]

Суммарную реакцию (анодную и катодную) для электролиза воды можно записать в виде [c.362]

При падении напряжения на электродах до 1,8 в аккумулятор считается разряженным. При зарядке аккумулятора полярность электродов остается той же, что и при разрядке, а реакции протекают в обратном направлении. Благодаря большому перенапряжению водорода на свинце катодный процесс сводится к восстановлению катионов свинца и только после окончания его выделяется водород (гл. IV, 8). Одновременно на аноде образуется кислород. Начавшийся электролиз воды сопровождается резким повышением напряжения на зажимах (до 2,5—2,7 в) и свидетельствует об окончании зарядки аккумулятора. [c.221]

В технологии электрохимических производств перенапряжение может оказаться как полезным, так и нежелательным. Например, при электролизе воды (растворов щелочи) для получения водорода катодное перенапряжение приводит к бесполезной затрате электрической работы. Если же цель технологического процесса — выделение металла, но одновременно в качестве побочного процесса может идти выделение водорода, то большое перенапряжение водорода полезно, так как оно, затрудняя выделение водорода, снижает бесполезный расход энергии на этот побочный процесс. Например, при электролизе щелочных растворов комплексных солей цинка на катоде должны разряжаться ионы водорода, а не цинка, так как равновесный потенциал водородного электрода менее отрицателен, чем цинкового. Но ионы гидроксония разряжаются на цинке с большим перенапряжением, т. е. при потенциале, гораздо более отрицательном, чем потенциал цинка. Поэтому из раствора при электролизе выделяется цинк. [c.297]

Электролиз воды для получения водорода и кислорода, а также тяжелой воды известен давно и базируется на закономерностях катодного выделения водорода и анодного выделения кислорода на электродах. Электролиз воды приобретает интерес в связи с проблемой водородной энергетики — использования водорода в качестве источника энергии и сырья, не приводящего к загрязнению окружающей среды. [c.226]

Процесс хромирования отличается весьма низким катодным выходом по току. Основная часть электрической энергии, как это уже отмечалось, расходуется на побочные процессы — электролиз воды и восстановление Сг + до Сг + на катоде и окисление Сг до Сг на аноде. Если же учесть еще небольшой электрохимический эквивалент для Сг +, то расчеты показывают, что скорость осаждения хрома в десятки раз меньше скорости осаждения других металлов. [c.194]

Ванна получения цинка токовой нагрузкой 1 25 кА имеет напряжение V = 3,25 В (за вычетом его потерь в шинопроводах и внешних контактах) и катодный выход по току З т == 90% [10% (Вт") тока расходуется на электролиз воды . Рабочий электролит ванны (аналогичный по составу выходящему раствору) содержит 45 г/л цинка и [c.246]

Ванна электроэкстракции цинка работает с токовой нагрузкой 20 кА при напряжении на участке катод — анод 3,30 В и катодном выходе по току цинка 91 %. На электролиз воды затрачивается 8 % пропущенного электричества снижение выхода по току за счет межэлектродных шунтирующих замыканий и утечек тока 1,0 %. Рабочий электролит содержит растворенного цинка 44 г/л и серной кислоты 152 г/л, температура электролиза Зв" С. Компенсация выделяемой джоулевой теплоты осуществляется подачей охлажденного кислого электролита, содержащего 57 г/л цинка. Для простоты расчета принять неизменность объема раствора и равными теплоемкости выходящего и поступаемого растворов [3,75 кДж/(л-град)]. В общем расходе теплоты потери от конвекции, излучения и испарения воды составляют 5 %. [c.274]

Если катодное и анодное пространства разделены таким образом, что образующиеся в них растворы не перемешиваются, то в катодном пространстве будет накапливаться раствор едкого натра, а в анодном — серной кислоты. Если же растворы из катодного и анодного пространств перемешиваются, то ионы Н+ и 0Н взаимно нейтрализуются, образуя воду, и в растворе остается лишь сульфат натрия, т. е. не расходующееся при электролизе исходное вещество. Следовательно, в этом случае электролиз сводится к электролизу воды. Аналогичным образом, как электролиз воды, будет протекать и электролиз водных растворов серной кислоты или едкого натра. Во всех трех случаях роль растворенного вещества сводится к увеличению электропроводности раствора, благодаря чему электролиз воды идет быстрее. [c.147]

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]

Электролиз. Для получения выхода по току выше 50%, как показали советские ученые, необходимо соблюдать следующие условия уменьшать растворение в электролите получающегося натрия, ускорять вывод из электролита образующейся при электролизе воды и создавать условия для правильного обмена анолита с католитом и взаимодействия при этом влаги и натрия. Электролиз осуществляют при высокой катодной плотности тока 1,3—2,0-10 А/м . [c.221]

Основой для кулонометрического титрования кислоты является электролиз воды. Платиновые анод и катод должны быть изолированы друг от друга соляным мостиком и пробу следует титровать в катодной камере. Если используют анод из металла, растворяющегося в процессе электролиза, то оба электрода можно поместить в одном и том же стакане. [c.144]

В ряде технологических процессов опасным является не только снижение или полное исчезновение вакуума, но и его превышение, например процессах электролиза воды, растворов солей, т. е. в процессах, сопровождаемых образованием горючих газов (водорода) и газов-окислителей (кислорода, хлора). Опасность в этом случае обусловлена тем, что при нарушении регламентированного соотношения (разности) остаточных давлений в катодной и анодной частях электролизеров горючий газ проникает в газовый объем окислителя или окислитель проникает в горячие газы, что может привести к образованию взрывоопасной газовой смесит в электролизерах и последующей аппаратуре. Наиболее часто происходит проникновение водорода в хлор вследствие превыщения вакуума в анодном (хлорном) пространстве. [c.273]

При электролизе воды на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. В зависимости от условий ведения катодного процесса возможны два механизма его протекания. В кислых растворах с высоким содержанием ионов водорода его выделение происходит за счет разряда ионов Н+ с образованием атомарного водорода, который адсорбируется на поверхности катода, что может быть описано выражением [c.33]

Изменение концентрации различных ионов в анолите и католите в ходе процесса электролиза воды может быть использовано для очистки щелочи от загрязняющих ее анионов. Если несколько электролитических ячеек соединить таким образом, чтобы электролит циркулировал через катодное пространство каждой предыдущей ячейки и анодное пространство каждой последующей ячейки, то в катодном пространстве крайней ячейки повысится концентрация щелочи и понизится содержание СГ, СОГ, 50Г и других загрязняющих анионов. При этом в анодном пространстве крайней ячейки накапливаются примеси и снижается концентрация щелочи. [c.35]

Для определения уксусной кислоты в ацетонитриле использовали метод кулонометрического титрования с помощью ОН -ионов, образующихся при электролизе воды в катодном пространстве. Точку эквивалентности установили потенциометрнчески. Какова молярность СНзСООН, если сила тока составляла 25,0 мА, а время электролиза — т и объемы псследовапных растворов V были следующими [c.170]

Присутствие в электролите даже следов таких вешеств, которые могут участвовать в электродных процессах или взаимодействовать с водородом или же с кислородом, растворенными в электролите, приводит к увеличению остаточного тока. Так, растворенный в электролите кислород может участвовать в катодном процессе с образованием воды или перекиси водорода. Если количество веществ, которые могут реагировать с водородом и кислородом, восстанавливаться на катоде или окисляться на аноде при прохождении тока через электролит, значительно, то остаточный ток достигает заметной величины. В этом случае параллельно с электролизом воды протекают процессы электроокисления или электровосстановления с большим или меньшим выходом по току. Когда напряжение на ячейке достигает величины напряжения разложения, происходит перегиб кривой (см. рис. II-1) и далее ток возрастает почти линейно по мере повышения напряжения. [c.37]

Выделение водорода происходит с малым перенапряжением на платинированной платине, рении и вольфраме,однако эти металлы мало доступны в качестве катодных материалов для электролизеров. С очень малым перенапряжением водород выделяется также на электродах из никеля Ренея 5, получаемого выщелачиванием легкорастворимого компонента, например алюминия из его сплава с никелем. Такие активные электроды предложено использовать в процессе электролиза воды . При обычной температуре электролиза (80—100° С) и плотности тока 1500 перенапряжение выделения водорода на электродах из никеля Ренея составило около 30 мв. В течение годового испытания напряжение на ячейке с такими электродами возросло на 40 мв. Из технических материалов сравнительно небольшим перенапряжением выделения водо- [c.42]

Для очистки щелочи от примесей анионов можно также использовать принцип совмещения электролиза воды с концентрированием катионов в катодном, а анионов в анодном пространстве ячейки (стр. 35). Для этой цели из обычных деталей надо собрать специальный электролизер, ячейки (или пакеты ячеек) которого по жидкости соединены по каскадной схеме. Трех или четырех ступеней в электролизере вполне достаточио для очистки щелочи практически от всех загрязняющих ее анионов. Ячейки (или пакеты ячеек) электролизера собирают таким образом, чтобы электролит циркулировал через катодное пространство каждой предыдущей и анодное пространство каждой последующей ячейки. При работе такого электролизера одновременно с обычным разложением воды на водород и кислород в крайнем катодном пространстве и соединенной с ним емкости будет концентрироваться щелочь и понижаться содержание загрязняющих анионов (СГ, СОГ, 50Г, N07 и др.), а в крайнем анодном пространстве и соединенной с ним емкости будут постепенно накапливаться примеси и снижаться концентрация щелочи. Питание очистного электролизера производится грязной щелочью. Периодически (или непрерывно) из катодной емкости отбирают очищенную концентрированную щелочь, а из анодной емкости — загрязненный слабый раствор щелочи. [c.198]

При малых количествах электричества более чувствителен колориметрический метод. Он применяется, в частности, при измерении количества иода, образуюш,егося в йодном кулонометре, и количества серебра, получаюш,его-ся при анодном растворении (серебро определяется в виде дитизоната серебра). Можно также использовать объемный анализ. Например, при электролизе воды в катодном отделении происходит реакция + Н дО -> - Н а + ОН , и [c.83]

С электролизом воды связано и производство тяжелой воды. При катодной поляризации относительная скорость разряда и выделения дейтерия меньше, чем обычного изотопа водорода. Поэтому в ходе электролиза раствор обогащается молекулами тяжелой воды, содержащими дейтерий. Путем многократного повторения этого процесса получают воду с содержанием [c.310]

Уксусную кислоту в ацетонитриле титровали кулонометрически с помощью ОН -ионов, образующихся при электролизе воды в катодном пространстве. Точку эквивалентности установили потенциометрически. [c.276]

Для успешного проведения электролиза воды существенное значение имеет выравнивание давления между катодным и анодным пространством системы. Неравенство давлений в газовых пространствах может привести к обнажению диафрагмы и, как следствие, к смешению газов и образованию гремучей смеси. Кроме того, частые колебания давления, сопровождающиеся гидравлическими толчками, неблагоприятно сказываются на механической прочности диафрагм, содействуя их преждевременному износу. Разность в давлениях водорода и кислорода вызывается неодинаковым сопротивлением в линиях этих газов, что может иметь место как по причине частичной закупорки трубопроводов и аппаратов, так и вследствие прекращения или неравномерного отбора газов. Для выравнивания давления в обоих газовых пространствах электролизера обычно используется принцип гидравлического регулирования. [c.242]

Проникновение опасных количеств кислорода в водород или газовую смесь, его содержащую. Это может иметь место, в частности а) на установках получения водорода методом электролиза воды при нарушениях режима давления в катодном и анодном пространствах электролизного агрегата б) в процессах получения водяного газа из газообразного, жидкого или твердого топлива с применением в качестве окислителя кислорода, когда в водяной газ попадает по тем или иным причинам ненрореагировавший кислород в) при пуске агрегатов по производству или очистке водорода без предварительного и полного вытеснения из них воздуха. [c.418]

Катодные покрытия, имеющие более положительный электродный нотеициал, чем потенциал углеродисто ) стали, защи-1цаю1 сталь только механически, пока покрытие сплошное. Из таких покрытн1 1 представляют интерес никелевые, хромовые и свинцовые покрытия. Никелевые покрытия обладают стойкостью в щелочных средах и нашли иримеиение для защиты ванн [ ри электролизе воды. Никелевые и хромовые покрытия служат также хорошей защитой от атмосферной коррозии. [c.320]

Важно подчеркнуть, что разряд от внешнего источника тока требует особой внимательности. Вскоре после достижения конечного напр.чжения наступает переполюсование аккумулятора, вызываюш ее электролиз воды. При этом на отрицательном электроде выделяется кислород, а на положительном — водород-, возможно также катодное осаждение цинка. Эти эффекты резко сокрашдют срок службы аккумулятора и поэтому недопустимы. [c.235]

Изучение электролитических реакций органических соединений началось вскоре после открытия в 1800 г. Никольсоном и Карлисле электролиза воды. Однако эти реакции не применялись для синтетических целей вплоть до 1847 г., когда Кольбе сделал открытие, что алифатические углеводороды можно получать электролизом солей алифатических кислот. С тех гюр область применения электролитических реакций сильно расширилась и теперь можно проводить синтезы при помощи электролитического восстановления, окисления, катодной конденсации, анодной конденсации и замещения. [c.312]

Потенциал поляризованного электрода, когда начинается пе-тферывное разряжение ионов, называют потенциалом разряжения (выделения, растворения) катода или анода соответственно. По-тенццал разложения, перенапряжение и потенциал разряжения зависят от концентрации раствора, его pH, материала, формы, размеров и характера поверхности электродов, температуры, плотности тока и других факторов. С увеличением площади катода (анода) прн прочих равных условиях уменьщаются плотность тока и перенапряжение. Перенапряжение вызывает увеличение расхода электроэнергии при электролизе и нагревание электролитической ванны. Перенапряжение имеет максимальное значение, когда продукты электролиза — газообразные вещества, например при электролизе воды с использованием 30%-ного раствора КОН шод действием тока протекает реакция Н2(ж) = Нг(г)+7202(г). которая является сум- мой катодной и анодной реакций 2Н20(ж)+2е = Н2(г) + 20Н- и 20Н- = Н20(ж) +7202(г)+2е. В биполярной ванне с железными катодом и анодом при 0° С и давлении газов 760 мм рт. ст. и плотности тока 1000 А/м2 электролиз идет при напряжении 2,31 В. В этих условиях °г.э= 1,233 В Т1к = 0,2 В т]а = 0,22 В падение напряжения. в электролите, диафрагме и проводниках первого рода 0,65 В. Следовательно, к. п. д. напряжения около 53%. Если принять, что на выделение 1 г-экв водорода, занимающего в газообразном состоянии при давлении 760 мм рт. ст. и 0°С 11,2 л, требуется 96 487 КлХ 202 [c.202]

Если не принимать мер, препятствующих свободной диффузии ионов в растворе, то под действием электрического поля ионы ОН перемещаются от катода к аноду, а ионы Н+ — в противоположном направлении. Происходит нейтрализация с образованием Na2S04, который остается в растворе. Таким образом, электролиз водных растворов солей активных металлов и кислородсодержащих кислот сводится фактически к электролизу воды. А соли лишь увеличивают электрическую проводимость раствора. Аналогично протекает электролиз растворов кислородсодержащих кислот, а также растворов сильных оснований, т. е. кислота или основание остаются в растворе, а электролизу подвергается вода. При электролизе водных растворов солей бескислородных кислот характер катодной реакции остается прежним, а на аноде разряжается соответствующий анион. Так, электролиз водного раствора Na l описывается следующими уравнениями реакций [c.299]

Порошок Ag тщательно промывав>т, сушат, сгшавляют в лодочке, выточенной из куска негашеной извести, и подвергают электролизу при 1,34 В. Крупные капли Ag служат анодам, чистый графит — катодом. По окончании электролиза кристаллический катодный осадок сплавляют в токе Hj в лодочках из СаО. Полученные корольки металла промывают разб. HNO3, затем водой и сушат в вакууме при 400 [c.331]

В некоторых процессах в электролит вводят специальные добавки, образуюш,ие на стальном катоде пленки, препятствуюш,ие катодному восстановлению получаемых в процессе продуктов (в производстве хлоратов), или для снижения потенциала разряда водорода наносят на стальной катод слой активного покрытия (при электролизе воды). В процессах электрохимического восстановления химических соединений на катоде к катодному материалу предъявляют другие требования, в частности, необходимы материалы с высоким перенапряжением выделения водорода. [c.14]

В некоторых процессах продукты электролиза удаляют про-сасыванием их вместе с частью электролита через пористый электрод, чтобы предотвратить попадание продуктов электролиза к электроду противоположного знрка. Таким образом, можно в электролизере без диафрагмы обеспечить хорошее разделение анодных и катодных продуктяв с хорошим выходом по току целевых продуктов. В качестве примера такого использования пористых электродов можно привести электролиз хлоридов меди для регенерации хлора из соляной кислоты [44]. Пористые электроды могут быть использованы и для отделения газов от жидкости в установках электролиза воды для регенерации воздуха в закрытых герметичных объектах в условиях невесомости. [c.41]

После того как электролизер 1 заполняют отработанным фиксирующим фотографическим раствором, например тиосульфатом иатрия, аммония или калия или их смесью, к аноду 9 и катоду 12 подается постоянный электрический ток. В результате электролиза в катодном отделении 2 осаждается оксид серебра 5, а в анодном отделении 7 — эквивалентное количество элементарной серы 5. При проведении процесса в периодическом режиме предпочтительно загружать фиксирующий раствор в катодное отделение, а в анодное отделение заливать воду. Однако и в этом случае в оба отделения можно загружать фиксирующий раствор но следует учитывать, что при этом может происходить образование нежелательных побочных продуктов, таких как SOa или AgaS в анодном отделении. [c.327]

Многочисленные и разнообразные методы кулонометрического титрования кислот и оснований [290, 291, 318, 320, 326, 448, 538, 552—590] базируются на обш еизБестном факте, что в ходе электролиза воды в прикатодном пространстве накапливаются ионы ОН , а в нрианодном — ионы Н" (см. стр. 39). Таким образом, разделяя продукты электролиза катодной и анодной камер, можно количественно генерировать титрант для оиределения кислоты или основания. Очень просто такое разделение достигается в рассмотренном ранее приеме с внешним генерированием титрантов [291, 320, 326]. [c.65]

Если конденсатор работает с использованием неагрессивной пресной воды, покрытия наносят только на поверхности, выступающие в качестве катода, а именно на поверхности концов трубок и трубных досок, а не водяной камеры. Защитные покрытия на поверхности водяной камеры способствуют снижению средней плотности коррозионного тока в целом по всему-объему камеры, но не уменьшает плотность тока в местах, где покрытие выполнено некачественно. Напротив, некачественное покрытие приводит к быстрому углублению раковин на поверхности водяных камер из углеродистой стали или к графитиза-ции камер из чугуна. Катодная защита не может предотвратить эрозию концов трубок. Следует отметить, что в конденсаторах с титановыми трубками при катодной защите наблюдается разрушение трубок с образованием трещин, вызываемых проникновением водорода в кристаллическую решетку титана (появление водорода обусловлено побочным эффектом катодной защиты — электролизом воды). [c.144]

Повышенное напряжение на ванне при электролизе воды имеет место, главным образом, в связи а) с внутренним сопротивлением электрической цепи б) с перенапряжением при выделении водорода на катоде (катодное перенапряжение) в) с перенапряжением при выделении кислорода На аноде (анодное перенапряжение) г), с возникновением электродвижуш,ей си ы поляризации, основанной на изменении концентрации ионов вблизи электродов. [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология