Системы электрохимические напряжение

Однако небольшой срок жизни ограничивает применение электродов типа ТЭС-1 в установках и системах электрохимической защиты, где необходимы долгоживущие и стабильные источники опорного напряжения. Часто нестабильность потенциала медносульфатных электродов и выход их из строя связаны с заметной фильтрацией электролита из внутреннего объема во внешнюю среду. Длительное действие электрода сравнения типа ТЭС-1 обеспечивается за счет твердого электролита и ионообменной мембраны, которые позволяют избежать фильтрации и высыхания электролитического компонента. [c.11]

Таким образом, для неравновесной электрохимической системы должна существовать определенная связь между силой тока и скоростью протекающего в ней химического превращения, а также между силой тока и напряжением / или потенциалами входящих в систему электродов. [c.278]

Метод изучения электрохимических процессов, основанный на установлении зависимости силы тока от напряжения, которое прикладывается к исследуемой системе, носит название вольт- [c.642]

При 1 М концентрации всех ионных частиц и парциальном давлении всех газов 1 атм электрохимическая система находится в стандартном состоянии и ее Э.Д.С. обозначается символом (аналогично стандартной свободной энергии АС°). Если не все реагенты и продукты имеют стандартные концентрации, то напряжение электрохимического элемента определяется уравнением Нернста [c.194]

Одним из примечательных свойств окислительно-восстановительных реакций, отличающих их от большинства других химических реакций, является присущий им широкий диапазон значений констант равновесий. Для двухэлектронной реакции напряжению элемента в 6 В соответствует константа равновесия = 10 ° Это означает, что вероятность достаточно близкого совпадения восстановительных потенциалов двух полуреакций, при котором константа равновесия полной реакции принимала бы не слишком большое значение, крайне низка. Большинство окислительно-восстановительных реакций протекают практически до полного завершения либо вообще не осуществляются. Однако электрохимические методы можно использовать для изучения равновесий, произведений растворимости и образования комплексных ионов даже в таких случаях, когда один или другой компонент равновесной системы присутствует в количествах, слишком малых для обнаружения обычными аналитическими методами. [c.194]

Пример проявления свойств М-элемента в ФХС представлен на рис. 1.6. Электрохимическая система, изображенная на рис. 1.6, представляет электролитическую ванну с двумя электродами и двумя противоположно заряженными мембранами [17]. При прохождении электрического тока э = / под действием напряжения щ = е мембраны препятствуют движению ионов с зарядом того же знака, поэтому концентрация электролита в межмембранной области возрастает или убывает в зависимости от направления тока. Так как электрическая проводимость падает с уменьшением концентрации ионов, то внутреннее сопротивление зависит от общего количества прошедшего через систему тока. Концентрация (а следовательно, и сопротивление) будет непрерывно изме- [c.34]

Электрохимическая защита металлов от коррозии направлена на снижение силы тока, возникающего при электрохимической коррозии, методом катодной поляризации (приложение внешнего напряжения к корродирующей системе) или методом протекторной защиты (к защищаемой поверхности присоединяют протектор, изготовленный из металла с более отрицательным потенциалом, чем у металла основной конструкции). Устройство катодной поляризации с источником постоянного тока в условиях нефтебаз опасно в пожарном отношении, а протекторная защита не уменьшает количество загрязнений, поступающих в масла, так как протектор, защищая металл основной конструкции, сам в процессе эксплуатации подвергается разрушению, сопровождаемому образованием солей и гидроокисей металла, из которого он изготовлен. В связи с этим методы электрохи- [c.100]

Если электрохимическая система работает как источник электрического тока (гальванический элемент, аккумулятор), поляризация электродов приводит к снижению напряжения на его клеммах. Допустим, что электродам электрохимической цепи в равновесном состоянии свойственны процессы [c.516]

Теоретическое напряжение разложения, рассчитанное для реакции (б), меньще, чем для прямого электролиза воды оно составляет 0,17 В, тогда как при прямом электролизе воды ит(25°)= 1,23 В. Расчетные затраты для комбинированной установки меньще, чем при электролизе воды. Суммарный КПД процесса должен составить 35—37%. В качестве источника энергии для комбинированной системы может быть использован ядерный газовый реактор, снабжающий отбросной теплотой термохимическую ступень процесса и электроэнергией — электрохимическую. [c.83]

Если к электродам гальванического элемента приложить извне электрическое напряжение U, направленное навстречу Е этого элемента и превосходящее последнюю (I7 > ), то на его электродах будут протекать реакции, противоположные реакциям, идущим при работе данного гальванического элемента на аноде будет протекать окисление вещества, а на катоде— восстановление. Такой электрохимический процесс называется электролизом, а электрохимическая система — электролизером. [c.189]

Утечка тока, т. е. появление в системе так называемых блуждающих токов, достаточно часто встречающееся явление в электрохимическом производстве. Серийное расположение монополярных электролизеров с централизованным подводом электролита и общим коллектором предопределяет появление параллельных электрических цепей. Однако в биполярных электролизерах утечки тока особенно велики. Этому способствуют малые размеры электролизных ячеек и их предельно близкое взаимное расположение, а также высокое общее напряжение на электролизере. По мере ухудшения изоляции корпуса электролизной ванны от земли блуждающие токи усиливаются. [c.161]

Кислородно-водородный элемент со щелочным электролитом — один из наиболее перспективных современных топливных элементов. Его преимущества заключаются в относительной простоте конструкции, высокой степени надежности, возможности использовать газы без специальной очистки и при низком парциальном давлении, включая использование атмосферного кислорода. Электрохимический эквивалент кислорода значительно ниже, чем у других катодных активных материалов — 0,298 г/(А-ч), а электрохимический эквивалент водорода составляет всего 0,038 г/(А-ч). Кроме того, этот элемент сохраняет достоинства лучших топливных элементов других систем непрерывность работы в течение относительно длительного времени, отсутствие вредных выделений, высокий коэффициент использования активных веществ, стабильность напряжения в процессе разряда как показатель стационарности системы. [c.256]

Следовательно, на основании электрохимического ряда напряжений можно дать заключение о возможности протекания окислительно-восстановительных процессов в данной системе. [c.110]

Таким образом, в отличие от периодической системы элементов, ряд напряжений металлов не является отражением общей закономерности, на основе которой можно давать разностороннюю характеристику химических свойств металлов. Ряд напряжений характеризует лишь окислительно-восстановительную способность электрохимической системы металл — ион металла в строго определенных условиях приведенные в нем величины относятся к водному раствору, температуре 25 °С и единичной концентрации (активности) ионов металла. [c.330]

Отметьте в электрохимическом ряду напряжений положение элементов главной и побочной подгруппы I группы периодической системы. [c.161]

Потенциал электрода ф под током не равен равновесному электродному потенциалу, а поэтому и значение напряжения отличается от обратимого значения ЭДС. Величины ср и Е зависят не только от природы системы, ее температуры и давления, но и от силы тока. Таким образом, для неравновесной электрохимической цепи должна существовать определенная связь между силой тока и значением ЭДС. [c.201]

Поляризация и перенапряжение при электролизе. Электролиз вызывает изменение ряда свойств электрохимической системы с течением времени меняются количества компонентов в фазах системы, нарушается гомогенность распределения концентраций веществ, в некоторых случаях возникают новые фазы. Электролиз возможен, когда напряжение на электродах больше ЭДС элемента, в котором равновесно протекает химическая реакция, обратная электролизу. Поэтому и потенциалы электродов ф также отличаются от равновесных фр, причем [c.303]

I группы (щелочными) надо обратить внимание на то, что радиусы атомов металлов И группы меньше, а число внешних электронов (т. е. связывающих), наоборот, больше. Поэтому можно ожидать более высоких температур плавления и большей плотности для металлов II группы, что действительно и наблюдается. При переходе от I группы ко II увеличивается энергия гидратации, так как сравнительно небольшие, но имеющие двойной заряд ионы металлов II группы энергично взаимодействуют с диполями воды. Это явление объясняет, почему у металлов II группы электрохимические потенциалы высоки и близки к потенциалам щелочных металлов. Несмотря на прочность решетки металлов II группы, диполи воды все-таки разрушают ее и увлекают ионы металлов в раствор. Электрохимическое поведение щелочноземельных металлов показывает, что на основании химической активности и положения в периодической системе еще нельзя судить о положении металла в ряду напряжений. [c.155]

Динамический характер электродного равновесия подтверждается опытами с использованием радиоактивных индикаторов. Так, если в металлический цинк (электрод 1-го рода, металлический цинк в растворе соли цинка) введена радиоактивная метка 2п, то через некоторое время эту метку можно обнаружить в растворе, хотя растворения цинка за этот промежуток времени установить не удается. Данные по накоплению в растворе можно использовать для определения скорости электродной реакции Zn " + 2е 2п. Точно также, если в системе водородного электрода в раствор введено некоторое количество ОгО, то в газовой фазе обнаруживаются молекулы Ог наряду с На. Но чаще всего сведения о механизме и кинетике электродных процессов получают в электрохимических опытах, связанных с нарушением равновесного состояния на границе электрод-раствор за счет использования внешнего источника напряжения. [c.541]

Как согласуется положение металлов в электрохимическом ряду напряжений с их положением в периодической системе элементов Д. И. Менделеева [c.154]

Какая связь между положенном металла в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и электрохимическим рядом напряжений [c.262]

Величина поляризационного напряжения на электродной системе электрохимической ячейки, необходимого для восстановления активного хлора, определяется расчетами по уравнению Нернста. Определяли потенциал всех окислительно-восстанов Гтельных реакций хлора в свободной форме при концентрациях 10 , 10 , 10 моль/л (0,07, 0,7 и 7,1 мг/л) в пересчете на С12при pH 4, 7 и 8,5, температуре 20 С. Наименьший потенциал равен 0,69 В. При концентрации 10 моль/л и pH = 8,5 он соответствует [c.116]

Если прн обратимом протекании реакции (47) в стехиометрических соотношениях переносится пР электричества (/ = 96 500 Кл, или / = Л ли о, где Мл — постоянная Аногадро, а во — элементарный заряд) и напряжение на равновесной электрохимической системе, Г1ЛИ ее электродвижущая сила (э.д.с.), составляет некоторую величину Е, то электрическая работа (энергия) будет равна произведению пР (параметр экстенсивности) на Е (параметр интенсивности), т. е. [c.19]

Теперь расемотрим, какие скачки потенциала имеются в электрохимической системе и какова их связь с э.д.с., т. е. экспериментально измеряемой величиной обратимого напряжения. [c.30]

Эти же цепи при определенных условиях можно использовать для установления температуры аллотропического превращения. Если повысить температуру до значения, при котором а-модификация переходит в р-модификацию, то оба -)лектрода окажутся в одной и той же модификации и э.д.с. системы будет равна (или близка) нулю. Э.д.с. системы может отличаться от нуля потому, что свободная энергия двух электродов, изготовленных из металла одной и той же модификации, не обязательно должна быть одинаковой. Это наблюдается, например, в том случае, когда электроды различаются по размерам образующих их зерен или находятся под различным внутренним напряжением. Электрод, образованный более мелкими кристаллами или находящийся под избыточным механическим напряжением, играет роль отрицательного полюса элемента. Он растворяется, а на другом электроде происходит осаждение металла. Более того, разность потенциалов может возникать даже, если в качестве электродов использоЕ1аны разные грани монокристалла одного и того же металла, поскольку они обладают разным запасом свободной энергии. Электрод, образованный гранью с по-выщенным запасом поверхностной энергии, будет растворяться, а ионы металла — выделяться на грани с меньшей поверхностной энергией. Следует, однако, подчеркнуть, что во многих из этих случаев разность потенциалов, существующая между двумя различными образцами одного и того же металла, не должна отождествляться с обратимой э.д.с., поскольку она отвечает не равновесному, а стационарному состоянию элект[)0Д0в. Разности потенциалов, возникающие в рассмотренных случая , обычно малы, тем не менее в некоторых электрохимических процессах, в частности в процессах коррозии, их необходимо принимать во внимание. [c.195]

Прохождение электрического тока через электрохимическую систему связано ке только с соответствующими химическими превращениями, но и с изменением ее электрических характеристик, прежде всего э.д.с. и электродных потенциалов, ио сравиенпю с их исходными значениями в отсутствие тока. При этом если электрохимическая система является электролизером (электролитической ванной), то напряжение на ней при данной силе тока будет больше обратимой э.д.с. той же системы E (j)>E, и наоборот, если электрохимическая система генерирует ток, т. е. является химическим источником тока — гальваническим элементом или аккумулятором, то его внешнее напряжение будет меньше, чем э.д.с. Еа 1)<Е. [c.287]

Основную причину изменения напряжения на электрохимической системе при подаче (или отборе) тока следует искать поэтому ие в омических потерях, а в иомепеиии электродных потенциалов с силой (или плотностью) тока. При наложении тока потенциал каждого нз двух электродов, входящих в электрохимическую систему, изменяется в направлеии]г, которое увеличивает напряжение иа ванне и снижает его на элементе. Суммарное изменение электродных иотеициалов под то1<ом называется э.д.с. поляризации Сп. Если наряду с омическим ладением напряжения учитывать также и э.д.с. поляризации, то можно написать уравнения для напряжения иа ванне и на элементе [c.288]

Анализ основан на зависимости вольт-амперной характеристики гальванического элемента (электрохимической ячейки) от концентрации определяемого компонента в газовой смеси, находящейся в динамическом равновесии с электрохимической системой ячейки и определяющей значение окислительно-восстановн-тельного потенциала раствора электролита и течение электродных процессов. На этой зависимости базируются две группы методов определения концентрации компонентов смесей газов и паров 1) с приложением внешнего поляризующего напряжения к электродам ячейки и 2) без него (с внутренним электролизом). [c.612]

В мадоконцентрированных системах, где расстояние между частицами значительно превышает значимое для силовых поляризационных эффектов, возможно использование совокупности линейных и квадратических эффектов по полю. Это означает, что принципиально возможно разделение системы с наличием одной—двух частиц в безграничном объеме, что чрезвычайно важно для соответствующих технологических процессов. Как в неполярных, так и полярных дисперсионных средах поляризационные силы взаимодействия между частицами описьшаются сходными формулами в том смысле, что они содержат величину /г , что является прямым подтверждением дипольного характера сил. Это же означает, что электрические параметры режима злектрообработки, а не электрохимические, наиболее важны для реализации процессов. Используя значения напряженности поля, обеспечивающие минимум потенциальной энергии на кривой взаимодействия частиц, возможно [c.16]

Под коррозией понимают физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла, среды или включающей их технической системы. Химическое взаимодействие определяет, главным образом, химическую коррозию, характеризующуюся непосредственным взаимодействием реагирующих частиц металла и среды без возникновения электрического тока. Физикохимическое взаимодействие характерно для электрохимической и механо-химической коррозии, сопровождающейся возникновением электрического тока (ток коррозии). При механо-химической коррозии (коррозионно-меха-ническом изнашивании) электрохимические процессы накладываются на механическое взаимодействие трение, напряжение, циклическое давление и др. В зависимости от вида коррозийной среды и условий протекания коррозионного процесса различают около 40 видов коррозии атмосферная, газовая, подземная, биокоррозия, контактная, коррозия при трении, щелевая и др. [c.365]

Применяемые для изготовления топливного оборудования металлы (сталь, бронза и др.) всегда электрохимически гетерогенны, имеют неоднородную поверхность из-за разнородности химического (микровкпючения примесных металлов, оксиды) и фазового состава, наличия внутренних напряжений в металла. Жвдкая фаза также неоднородна по составу и концентрации растворенных веществ, по температуре и пр. Неоднородные участки всегда различаются по величине электродного потенциала, а, следовательно, по активности поверхностных катионов. Так, например, на поверхности стали с микропримесью меди с большей интенсивностью протекает гидратация ионов железа ( Ес > Ере ) Схема и состав элементарного объема системы, в которой может протекать электрохимическая коррозия, приведены ниже [c.55]

В электролитической ванне (электролизере, электролитической ячейке) под влиянием приложенного внешнего электрического поля и в замкиутом гальваническом элементе нарушается равновесие, изменяются электрические характеристики системы. Катод (анод) и раствор электролита обмениваются заряженными частицами. Частные токи, отвечающие анодному и катодному процессам, не равны току обмена — количеству электричества, проходящему в е(Диницу времени в условиях равновесия от раствора к электроду и обратно. Состав системы количественно и во многих случаях качественно изменяется. Плотность заряда двойного электрического слоя и потенциалы электродов не равны равновесным значениям и зависят не только от активности веществ, участвующих в электрохимическом процессе, температуры и давления, 1Но и от силы тока. Напряжение на электролизере лри данном токе больше, чем равновесная э. д. с. гальвап ического элемента, в котором осуществляется обратная электрохимическая реакция. В замкнутом, генерирующем ток гальваническом элементе (аккумуляторе) напряжение на клеммах меньше, чем равновесная э. д. с. Если система под током достигает стационарного состояния, не зависящего от времени, то неравновесные потенциалы устанавливаются и принимают стационарные значения. Оцениваются эти поляризационные явлеиня поляризацией электродов и э. д. с. поляризации. [c.200]

В отличие от гальванических элементов топливные элементы не могут работать без вспомогательных устройств. Для увеличения напряжения и тока элементы соединяют в батареи. Для обеспечения непрерывной работы батареи топливных элементов необходимы устройства для подвода в элемент топлива и окислителя, вывода продуктов реакции и тепла из элемента. Система, состоящая из батареи топливных элементов, устройств для подвода топлива и окислителя, вывода из элемента продуктов реакции, поддержания и регулирования температуры, получила название электрохимического генератора. Электрохимические генераторы могут включать в себя устройства для обработки топлива или окислителя. Например, углеюдороды подвергают обработке водяным паром в присутствии катализаторов для получения водорода, который затем направляется в топливный элемент [c.363]

Как указано выше, процессы, протекающие в гальваническик элементах и при электролизе, являются окислительно-восстановительными. Но их направленность в обоих сопоставляемых случаях взаимно обратная. Следовательно, для проведения электролиза теоретически напряжение должно было быть равно э. д. с. гальванического элемента, но иметь противоположное направ ление. Так, например, э. д. с. гальванического элемента (—)Nii Ni2+( 2 l l2(+) равна 1,59 В. Данной величине теоретически равен и потенциал разложения раз- Однако фактически величина потенциала разложения соли Ni ij равна несколько большей величине, а именно раа<оп)=1,85 В. Разность между опытным (экспериментальным) и теоретическим значением потенциала разложения называют пере- напряжением. Иначе, перенапряжением называют разность между потенциалом разложения, действительно необходимым для протекания электролиза в данной электрохимической системе, и э. д. с. гальванического элемента, отвечающего этой системе. В приведенном нами примере оно равняется 1,85—1,59 = 0,26 В. [c.180]

Как указьшалось, процессы, протекающие в гальванических элементах и при электролизе, являются окислительно-восстано-вительными. Но их направленность в обоих сопоставляемых случаях взаимно обратная. Следовательно, для проведения электролиза теоретически напряжение должно было быть равно ЭДС гальванического элемента, но иметь противоположное направление. Так, например, ЭДС гальванического элемента (—) Ni Ni 2С1 СЬ( + ) равна 1,59 В, этому значению теоретически равен и потенциал разложения fpaa. Одако фактически потенциал разложения соли Ni l2 имеет несколько большее значение, а именно fpaa (01Ц = 1,85 В. Разность между опытным (экспериментальным) и теоретическим значением потенциала разложения или между потенциалом разложения, действительно необходимым для протекания электролиза в данной электрохимической системе, и ЭДС гальванического элемента, отвечающего этой системе, называют перенапряжением. В приведенном примере оно равно 1,85 - 1,59 = 0,26 В. [c.214]

Р ассмотрите расположение лития в электрохимическом ряду напряжений. Объясните кажущуюся аномалию (по сравнению с положением лития в Периодической системе) с учетом того, что размеры катионов щелочных металлов увеличиваются с ростом порядкового номера элемента и, следовательно, ослабляются связи в первой зоне гидратации катионов. [c.67]

При установлении между окисной пленкой и объемом кристалла электронного равновесия в рассматриваемой системе образуется общий уровень электрохимического потенциала электронов, который не может проходить выше зоны проводимости и ниже валентной зоны. Поэтому энергетические уровни окисной пленки, оказывающие наибольшее влияние на величину коэффициента поверхностной рекомбинации, должны находиться вблизи уровня на расстоянии, не превышающем ширины запрещенной зоны для данного кристалла (см. рис. 53 и 58). Считая, что гидратированная окисная пленка вместе с адсорбированными в ней частицами подобна водному раствору, и обращаясь к рис. 53, мы приходим к выводу, что наиболее эффективными центрами рекомбинации в окисной пленке являются атомы или ионы элементов, располагающихся в правой части ряда напряжений металлов или металлоидов (см. стр. 192). Такими элементами являются водород, медь, серебро, золото, а также кислород и сера. Напомним, что именно для ионов этих элементов характерна высокая скорость электронного обмена при контакте металла или полупроводника с электролитом. Поэтому дe aнный [c.210]

Ячейка для измерения электродного потенциала (рис. 121) — простейший пример электрохимического (гальванического) элемента. Э.д.с. этого элемента возникает за счет протекания окис-лительно-восстановительной реакции. Движущей силой химической реакции является убыль изобарно-изотермического потенциала, или свободной энергии Гиббса АО. С другой стороны, как следует из (VIII. 18), убыль свободной энергии Гиббса определяет максимальную работу химической реакции. Для реакции, осуществляемой в условиях гальванического элемента, работа А, производимая системой, равна A = IUt = QU, где / — сила тока в цепи и — падение напряжения I — время Q — количество электричества. [c.287]

В периодической системе они образуют главную подгруппу I группы химических элементов. В атомах щелочных металлов содержится по одному внешнему, или валентному, электрону. Отдавая валентный электрон, их атомы обращаются в однократно положительно заряженные ионы. Во всех своих соединениях щелочные металлы одновалентны и образуют только ионные связи. Из металлов щелочные металлы — самые активные ими начинается электрохимический ряд напряжений. Гидроокиси щелочных металлов, в том числе известные вам NaOH — едкий натр, или каустическая (в переводе жгучая ) сода, и едкое кали КОН, опасны в обращении. Они разъедают кожу и ткани, поэтому называются едкими щелочами. Подобно гидроокисям, растворимы в воде н все соли ще.1ючных металлов, с которыми приходится нам встречаться все эти соли относятся к сильным электролитам. [c.128]