Электролиз воды материала электродов

Разность равновесных потенциалов электродных реакций называется обратимым напряжением разложения электролита Uo- 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. водороднокислородной 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]

Для суждения о том, как изменится количество электролита в приэлектродных пространствах, необходимы сведения о протекающих на электродах процессах, зависящих от природы электролитов и материала электродов. Например, при электролизе сериой кислоты с платиновыми электродами электрический ток переносят ионы НзО и SO4. Ионы ЗО из катодного пространства перемещаются к аноду, однако, окисляются на электроде молекулы воды (или ионы гидроксила) с выделением О2 [c.201]

Цель работы — изучение влияния плотности тока и материала электродов на баланс напряжения ванны электролиза воды, а также на коэффициент газонаполнения электролита получение сравнительных данных по влиянию материала электродов на потенциал выделения водорода и кислорода в некотором интервале плотности тока. [c.158]

Отклонение выхода по току от 100 % может быть обусловлено протеканием побочных процессов разложением воды, восстановлением или окислением примесей, участием материала электрода в электрохимической реакции и др. Поэтому следует подбирать такие условия электролиза (pH раствора, материал электрода, растворитель, фоновый электролит и т.п.), чтобы выход по току был близок к 100 %. [c.517]

Но ЭТО лишь иллюстрация разнообразных процессов, которые могут происходить в воде в зависимости от наличия в ней тех или иных примесей, материала электродов и разделяющих их диафрагм. Так, например, если в воде имеются хлориды, то при электролизе будет выделяться хлор и другие активные окислители, уничтожающие микрофлору точно так же, как в случае хлорирования воды на ВС а затем эти соединения будут разрушены на следующих стадиях электролитического процесса. Этим же способом можно разрушить или перевести в нейтральные соединения многие вредные вещества, либо сосредоточить их в определенном объеме и выпустить вместе с водой в дренаж. Фактически данный метод позволяет отделить очищенную воду от грязной, причем работает электрический ток, а не сорбенту ничего не надо заменять, ресурс практически неограничен, расходных картриджей не имеется. [c.106]

Если электрод обратим, то это значит, что он одинаково экономично работает как в процессе электрохимического генерирования тока, так и в обратном ему процессе — электролизе (см. фиг. 62). Из фиг. 25 видно как велик технико-эко-номический прогресс для процесса электролиза воды. Перенапряжение для плоского КЧ-катода при температуре 28°С и плотности тока разложения 100 ма/см составляет 520 мв. Для лучших имеющихся в настоящее время в продаже никелевых аккумуляторных пластин перенапряжение снижено до 390 мв, тогда как для М1-ДСК-электрода оно составляет всего лишь 80 мв. Естественно, что в электроде, предназначенном только для электролиза, не требуется никакой развитой удорожающей электрод системы пор. Это обстоятельство привело к созданию так называемого экономичного электрода [15], который вьшолняется из дешевого носителя, например Никелевой сетки, на который путем горячего прессования наносится тонкий слой М[-ДСК-материала. В соответствии с [c.95]

Роль материала электрода и природы растворителя в анодном фторировании органических соединений изучена в той же работе [53]. Авторы проводили электролиз во фтористом водороде, в ацетоиитриле, этиловом спирте и в уксусной кислоте кроме того, исследовалось влияние небольших добавок воды к этим растворителям. Оказалось, что органические растворители обычно недостаточно инертны для получения удовлетворительных результатов. Никелевые и угольные аноды сравнительно легко разрушаются. Платина, хотя и более устойчива, ие вполне инертна. [c.173]

Влияние материала электродов, диафрагм и катализаторов на процесс электролиза воды. С целью повышения реальной эффективности процесса электролиза, ускорения электрохимических реакций действующие потенциалы могут быть понижены для данного тока использованием электродов, несущих каталитически активные металлы или подвергнутых обработке, повышающей их пористость. Основной целью подобной обработки электродов, структуры их поверхности является увеличение реальной поверхности электрода без увеличения общего размера ячейки. [c.301]

Другое условие, которое должно строго соблюдаться при количественном определении воды, является общим при всех вариантах кулонометрического анализа ток электролиза должен обеспечиваться только электрохимическим разложением воды. Легко рассчитать, что при скорости газа 100 см /мин и его влажности 10" % (об.) сила тока составляет 13,2 мкА. Фактически же наряду с током электролиза воды НгО существует некоторый фоновый ток ф, вызванный электропроводностью поглотителя и материала ячейки, а также ток электролиза воды ip, образующейся за счет рекомбинации водорода и кислорода в момент выделения на электродах. Таким образом, измеряемая сила тока представляет собой, по сути, сумму [c.117]

При электролизе водных растворов электролитов на электродах могут разряжаться не только ионы данного электролита, но и молекулы воды что из них будет разряжаться — зависит от природы ионов, их концентрации, а также от материала электродов и от плотности тока на них (т. е. от числа ампер, приходящихся на единицу поверхности электрода). [c.78]

Электролиз растворов солей жирных кислот в соответствующих безводных жирных кислотах дает результаты, почти идентичные получаемым в водном растворе [10]. Найдено, что наиболее пригодным растворителем при проведении реакции Кольбе является метанол [11]. В этой среде, по-видимому, условия—материал электрода, плотность тока, температура и концентрация деполяризатора—не играют- такой значительной роли, как в водных системах. Кроме того, в этой среде выход продукта реакции Кольбе значительно выше. Проводимость метанольной среды может быть увеличена добавлением небольшого количества води, не влияющего на эффективность реакции Кольбе. [c.107]

На характер и течение электродных процессов при электролизе большое влияние оказывают состав электролита, растворитель, материал электродов и режим электролиза (напряжение, плотность тока, температура и др.). Прежде всего надо различать электролиз расплавленных электролитов и их растворов. В последнем случае в процессах будут участвовать молекулы воды. [c.186]

Подводя итог обсуждаемым здесь некоторым теоретическим аспектам метода электрохимической деструкции, отметим, что процесс окисления органических загрязнений зависит от очень многих факторов, таких, как материал электродов, параметры электролиза, химическое строение веществ, возможность их адсорбции на электродах, присутствие посторонних примесей. Эти зависимости необходимо выявлять экспериментально и учитывать при технологической оптимизации процесса очистки сточных вод от индивидуальных компонентов. [c.89]

Так как выходы по току близки к 100%, то расход энергии при электролизе воды зависит, главным образом, от напряжения на ванне. Поэтому на практике уделяется большое внимание выбору материала электродов и условиям эксплоатации электролизеров, при которых перенапряжение становится минимальным. [c.175]

Принцип работы биполярного электролизера труден для понимания скачки потенциала противоположной полярности на двух сторонах одного электрода озадачивают студента. В связи с этим представляется важным снять опытным путем баланс напряжения биполярного электролизера. Материал относительно влияния различных факторов на составляющие баланса напряжения ванны электролиза воды изложен в предыдущей работе. Там же даны необходимые методические указания, которые окажутся полезными и при выполнении этой работы. [c.137]

В технологическом плане к ним относится необходимость снижения расхода материала электродов за счет новых технических решений и конструктивного совершенствования аппаратов реагентов при электрообработке за счет выявления оптимальных условий их эффективного использования для процесса очистки воды, полного и целенаправленного использования газовой фазы путем улучшения гидродинамических условий работы электрофлотаторов, утилизации продуктов электролиза (металлов при электродиализной очистке или электроосаждении, а также водорода и кислорода) в качестве вторичного сырья для промышленности, регенерации образующихся гидроксидов с целью возврата их в качестве коагулянтов и т. п. [c.299]

Электродное перенапряжение — крайне нежелательное явление, так как обусловливает повышенный расход энергии. Величина перенапряжения (водородного и кислородного) зависит от материала электрода, состояния его поверхности, концентрации электролита и других факторов. Водородное перенапряжение описывается уравнениями (2.81) и (2.85). Кислородное перенапряжение носит более сложный характер. Особенностью электролиза воды является значительное газонаполнение электролита, что увеличивает его сопротивление. Последнее может быть охарактеризовано соотношением [c.38]

Электролиз — пропуск через электроды, помещенные в очищаемых сточных водах, электрического тока, который способствует растворению материала электродов в воде и образованию хлопьев коагулянта, способствующих осаждению загрязнений сточных вод. [c.542]

Электрохимическое окисление. Электрохимические методы очистки основаны на электролизе производственных сточных вод. Химические превращения при электролизе могут быть весьма различными в зависимости от вида электролита, а также материала электродов и присутствия различных веществ в растворе. Основу электролиза составляют два процесса анодное окисление и катодное восстановление. [c.113]

Электрофоретическое нанесение лакокрасочных материалов, растворимых в воде, представляет собой усовершенствованный способ погружения, недостатки которого устранены действием электростатического поля. Электрофорез основан на ориентированном перемещении коллоидных частиц в диэлектрической среде. При наложении электрического тока возникают два процесса. Первый — это электролиз, характеризующийся перемещением ионов, образовавшихся при диссоциации электролита. Второй — собственно электрофорез, т. е. движение коллоидных частиц под действием электрического поля в среде с высокой диэлектрической постоянной. Частицы в соответствии со своей полярностью движутся к одному из электродов. Отрицательно заряженные частицы движутся к аноду, т. е. к изделию. На аноде или в непосредственной близости от него происходит потеря электрического заряда и коагуляция частиц. Одновременно с электрофорезом происходит и электроосмос, т. е. процесс, при котором под действием разности потенциалов из лакокрасочного материала вытесняется диспергирующий агент, например вода, и слой загустевает. Технологическим достоинством этого способа является возможность обеспечения высокой степени автоматизации, при которой потери лакокрасочного материала не превышают 5%. Достигается равномерная толщина слоя, которую можно регулировать в пределах 8—45 мкм. Слой не имеет пор и видимых дефектов. Коррозионная стойкость его примерно в 2 раза выше, чем у лакокрасочных покрытий, полученных способом погружения. Линия, в которой использована такая технология, -в основном состоит из оборудования для предварительной подготовки поверхности, оборудования для непосредственно электрофоретического нанесения, включая соответствующую промывку, и оборудования для предварительной и окончательной сушки лакокрасочного покрытия при температуре 150—220° С в течение 5—30 мин. Способ нашел применение в автомобильной промышленности, на предприятиях по производству мебели, металлических конструкций для строительства и в других областях. [c.87]

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]

Электролиз, и соответственно кулонометрическое онределение, можно проводить пе только в растворах, по и в расплавах и газах. В растворах электролиз возникает нри наложении извне онределенного напряжения на оба электрода, вследствие чего в цепи возникает ток. При этом электроды приобретают соответствующие потенциалы - и Е , характерные для участвующих в электролизе веществ. Поскольку концентрация растворителя (обычно воды) всегда намного больше, чем концентрация растворенных в нем веществ, то разложение растворителя (окисление и восстановление) ограничивает число растворенных веществ, снособньк окисляться и восстанавливаться. Таким образом, электроактивными (дено-ляризаторами) являются те растворенные вещества, нотенциалы начала разложения которых находятся в рабочей области, ограниченной началом разложения данного растворителя. Отметим, что электроактивность зависит не только от природы растворителя и растворенного вещества, но и в немалой степени от состояния поверхпости материала электродов, что следует принимать во внимание нри кулонометрическом анализе. Деноляри-заторами могут быть как сами материалы электродов, нанример Ag, Си, Пg, так и находящиеся (или выделенные) на электродах твердые фазы. [c.123]

В книге подробно рассмотрен подход к выбору материалов для электродов. Кратко изложены физпко-химпческие, электрохимические и коррозионные свойства электродных материалов. Оппсаны способы изготовления электродов, псиользуемых в основных электрохимических производствах (получение хлора, каустической соды, хлоратов, перхлоратов, перекпсп водорода, электролиз воды, соляной кислоты II морской воды) приведены эксплуатационные характеристики электродов. Основное внимание уделено анодам с активным слоем из двуокпси рутения, платиновым и платцнотитаиовым анодам, а также электродам, полученным ири нанесении на титановую основу окислов неблагородных металлов (свинца, марганца, железа и др.). Рассмотрено в.лпяние выбора материала и конструкции анодов на электрохимические показатели электрохимических производств. [c.2]

Однако в процессах получения хлора и каустической соды, хлоратов, растворов гипохлоритов, электролиза воды и ряде других как для анода, так и для катода требуются материалы с минимальными похенциалами выделения хлора или соответственно в процессе электролиза воды — кислорода на аноде и водорода на катоде. Потенциал электрода для одного и того же материала зависит от плотности тока и изменений, которые могут происходить с поверхностью электрода в процессе длительной работы, а также условий их эксплуатации. Конструкция электродов влияет на величину газонаполнения электролита и потери напряжения на преодоление сопротивления газонаполненного электролита. [c.37]

Электролиз воды с выделением газообразных водорода и кислорода всегда со1 яжен с протеканием термодинамически необратимых процессов. Напряжение разложения, т. е. минимальное напряжение на ячейке, при котором возможен процесс электролиза с выделением водорода и кислорода в виде газовых пузырьков, зависит от состава и температуры электролита и от материала электродов. [c.36]

Вследствие поляризации электродов возникает перенапряжение (катодное и анодное). С точки зрения протекания различных электрохимических реакций важны перенапряжения водорода на катоде и кислорода на аноде, от кторых зависят максимальные электродные потенциалы катода и анода, возможные для данного материала электродов в данной среде и при данной температуре. При максимальных потенциалах на катоде начинается выделение водорода, а на аноде — кислорода, и весь избыток электрической энергии, подаваемой на электроды, расходуется на электролиз воды. [c.404]

Чистая вода обладает очень малой электропроводностью. Кольрауш и Гейдвейлер в 1894 г., в результате 42 последовательных перегонок и при соблюдении всех возможных предосторожностей определили минимальную электропроводность воды при 0°С—1,5.10 и при 25°С — 6,2.10 см -. Для промышленного электролиза воды в нее вводят электролиты. Наиболее электропроводные растворы дает серная кислота, однако тогда электроды и сами аппараты должны быть свинцовыми, что дорого, неудобно и ведет к высокому расходу энергии. В настоящее время повсеместно используют растворы щелочей, позволяющие применять железо в качестве материала для постройки электролизеров. [c.22]

Перенапряжение можно уменьшить путем понижения плотности тока, а также повышением температуры электролита (при этом повышается проводимость электролита) и другими приемами. Так, величину перенапряжения, зависящую главным образом от материала электродов и состояния их поверхности, можно существенно снизить, например, путем предварительной пескоструйной или наждачной обработки поверхности электрода. При электролизе воды (60—80 °С, плотность тока 1000 а м , концентрация NaOH 16%) со стальным катодом и никелевым анодом удается снизить потенциал выделения водорода на 0,2 в в результате пескоструйной обработки катода. При электролизе растворов поваренной соли (75 °С, плотность тока 1000 а м , концентрация Na l 310 г л) указанная обработка стального катода дает снижение катодного потенциала на 0,15—0,20 в. Целесообразно также покрытие поверхности электрода губчатыми металлами (железо, никель или его сплавы). [c.312]

На практике Шобщ может быть определено на основании экспериментально полученных зависимостей между напряжением и плотностью тока на электродах (вольтамперных характеристик), построенных для конкретной категории сточных вод и выбранного материала электродов при определенном межэлектродном расстоянии. Определение можно произвести графически или аналитически по уравнению регрессии общ = = а + Ы, где а и Ь — эмпирические коэффициенты, получаемые при математической обработке данных вольтамперных характеристик. На рис. 3.12 представлены эти зависимости, установленные электролизом растворов Na l на анодах ОКТА при межэлектродном расстоянии 10 мм. [c.107]

В создаваемом электрическом поле моющий раствор осветляется в результате целого ряда процессов, а именно электрофоретического переноса частиц загрязнений, электролиза солей, присутствующих в растворе, анодного растворения материала электродов и разложения воды с выделением газообразного водорода и кислорода. На аноде образуется хлопьевидный осадок, состоящий из частиц загрязнений, сульфокислот и гидрата окиси цинка, а на катоде происходит восстановление водорода, в результате накопления ОН-групп и образования КаОН. Величина pH осветленного раствора повышается на 1,5—2 единицы. После электрохимической обработки осветленный раствор содер--жит 60% ПАВ, 30% N328103, 45% КазРзОю и 70% ЫагЗО по отношеиню к исходному количеству. Содержание в растворе гидрата окиси цинка зависит от метода удаления осадка, образующегося в ходе электрохимической очистки. Рекомендуется в этом случае применять высокоскоростные центрифуги. По данным Л. Л. Шевченко, введение в прачечных регенерации моющих растворов, помимо сокращения расхода моющих средств и тепла, уменьшит расход исходной воды и сброс сточ ных вод примерно в 20 раз. [c.92]

Исследования [23] показали, что при электролизе воды остаточный хлор появляется раньше, чем наступает полное обеззараживание. Значительные же концентрации свободного кислорода не обеспечивают бактерицидного эффекта, поэтому даже при малых плотностях тока, когда хлор не может быть обнаружен суш ествующимп метод 1ми, бактерицидный эффект следует приписывать совместному действию кислорода и хлора. При больших плотностях тока, когда выделяется значительное количество хлора, а он действует более эффективно на клетку, чем кислород, бактерицидный эффект объясняется действием хлора. Было исследовано [24] влияние электролиза при постоянном токе с напряжением 12—60 В, а также импульсов тока с напряжением 10—15 кВ на жизнь микроорганизмов в воде, химический состав которой соответствовал водопроводной. Найдено, что количество бактерий в результате их коагуляции уменьшается, а на бактерицидное действие влияет время электролиза, материал электродов и размеры межэлектродного пространства. [c.56]

Если анод сделан не из платины, а из какого-либо другого металла, то он тоже может принимать участие в окислительно-восстановительных процессах, происходящих при электролизе. Так, выше было указано, что при электролизе раствора USO4 с платиновым анодом на нем молекулы воды окисляются до Ог- Если платиновый анод заменить медным, то при электролизе окисляться на нем будут уже не молекулы воды, а материал самого электрода, т. е. металлическая медь, отдающая электроны еще легче, чем молекулы воды. Следовательно, анод будет растворяться с образованием Си +-ионов [c.424]

Электрохимическое производство химических продуктов составляет большую отрасль современной химической промышленности, Среди крупнотоннажных электрохимических производств на n piiOM месте стоит электролитическое получение хлора и щелочей, которое основано на электролизе водного раствора поваренной соли. Мировое электролитическое производство хлора составляет —30 млн, т в год. Хлорный электролиз принадлежит к числу наиболее старых электрохимических производств, начало ему было положено еще в 80-х годах прошлого века. В настоящее время используют два метода электролиза с ртутным катодом и с твердым катодом (диафрагменный метод). На ртутном катоде разряжаются ионы Na+ и образуется амальгама, которую выводят из электролизера, разлагают водой, получая водород и щелочь, и снова возвращают в электролизер. На твердом катоде, в качестве которого используют определенные марки стали с относительно низким водородным перенапряжением, выделяется водород, а электролит подщелачивается. Диафрагма служит для предотвращения соприкосновения выделяющегося на аноде хлора со щелочным раствором. На аноде обоих типов электролизеров выделяется хлор, а также возможен разряд ионов гидроксила и молекул воды с образованием кислорода. Материал анода должен обладать высокой химической стойкостью, В качестве анодов используют магнетит, диоксид марганца, уголь, графит, В последнее время разработаны новые малоизнашиваемые аноды из титана, покрытого активной массой на основе смеси оксидов рутения и титана. Эти электроды называются оксидными рутениевотитановыми анодами — ОРТА, [c.271]

Рассмотрим в качестве примера электролиз водного раствора сульфата кадмия с кадмиевыми электродами. По данным Приложения 5 °(Сс12+ Сс1) = —0,40 В. Следовательно, на катоде будут восстанавливаться ионы С(12+ и молекулы воды, а на аноде будет окисляться материал анода — кадмий [c.214]

ЖЕЛЕЗА(11,111) ОКСИД (закись-окись железа) РезОа или РеО-РегОз, черные крист. пл 1538 °С не раств. в воде. В природе — минерал магнетит (магнитный железняк). Получ. взаимод. Ре с водяным паром ниже 570 С восст. РегОз в атм. СО или Нг при 280—340 °С. Примен. для произ-ва чугуна и стали материал для электродов при электролизе хлоридов щел. металлов компонент активной массы щел. аккумуляторов, цв. цемента, футеровочной керамики, термита, ферритов, пигментов для красок по металлу. [c.200]

Прибор для электролитической. идрогенизации состоял из ванны, двух электродов, заключенных в трубки, и двух газометров. В ванну наливалась вода, слегка подщелоченная содой. Анодом служила платиновая пластинка, а катодом несколько сеток в виде колпачков, надетых на стержень. К катоду подводился винилацетилен через мелкопористый фильтр. Скорость подачи винилацетилена регулировалась в зависимости от скорости выделения водорода с расчетом на некоторый избыток водорода. Винилацетилен проходил через электрод, тесно соприкасаясь с водородом в момент его выделения. Продукты реакции переводились под небольшим разрежением в другой газометр. Плотность тска при электролизе была незначительна — 1—1.5 А. Материал катода имел весьма существенное значение при гидрогенизации. На медной (латунной) сетке хотя и идет сильное выделение водорода, но гидрогенизация совершенно не имеет места. Но та же [c.533]

Электрод из углеграфитового материала, например из гра-фитизированного ватина типа ВИН-68-100, может быть исполь- зован и в качестве анода для окисления примесей, содержащихся в сточных водах, например ксантогенатов и цианидов [210]. При окислении ксантогената производительность электрода на видимую поверхность составляет 1000 л/(ч м ). Прн электролизе раствора, содержащего 43 мг/л СМ , производительность достигает 3,6 г/(ч-м2), что на порядок превышает производительность электролизеров с плоскими анодами. [c.166]