Электрохимические элементы концентрационные

Из обратимых электродов (полуэлементов) могут быть составлены обратимые электрохимические системы, называемые электрохимическими цепями (парами, гальваническими элементами). Различают два основных вида электрохимических цепей — химические и концентрационные. [c.487]

Термодинамические закономерности для химических и концентрационных элементов без переноса будут изложены в следующем параграфе, а затем мы рассмотрим различие между цепями с переносом и без переноса, т. е. роль диффузионных потенциалов. Некоторые особые группы электрохимических элементов, описываемые в дальнейшем, входят в изложенную классификацию. Отдельное их рассмотрение определяется лишь некоторым своеобразием фазового состояния или валентных переходов. Таковы, например, газовые цепи, где вещества электродов, вступающие, в электродные реакции, находятся в газообразном состоянии и где существенную роль играет давление. Так называемые окислительновосстановительные элементы (и электроды) являются химическими элементами. Основная классификация электрохимических элементов учитывает только два признака, о которых было сказано в начале этого параграфа. [c.529]

Существует другой способ использования свободной энергии расширяющегося газа при помоши так называемого концентрационного элемента (рис. 19-2). Хотя изображенное здесь устройство несколько условно, от него легче перейти к обсуждению других электрохимических элементов. В концентрационном элементе, изображенном на рис. 19-2, протекает такая же, как и рассмотренная ранее, реакция, но теперь она осуществляется в две стадии. В левом сосуде газообразный водород под давлением 10 атм разделяется на протоны и электроны в правом сосуде из электронов и протонов синтезируется водород под давлением 1 атм. Однако полная реакция по-прежнему описывается уравнением [c.159]

Концентрация электролита в окислительновосстановительной реакции, протекающей в электрохимическом элементе, оказывает непосредственное влияние на его напряжение. Учитывая этот факт, можно создать элемент, электроды которого идентичны и погружены в одинаковый электролит, но с различной концентрацией ионов. На рис. 16.7 изображен подобный концентрационный гальванический элемент, имеющий состав Хп 0,01 М 1 М 2п 7п. Согласно уравнению Нернста, напряжение этого элемента описывается следующим выражением [c.292]

Рис. 16.7. Концентрационный цинковый электрохимический элемент.

Микроорганизмы могут вызывать коррозию путем непосредственного влияния на кинетику электродных реакций продуцирования веществ, вызывающих коррозию создания на поверхности металла условий, которые обусловливают появление концентрационных электрохимических элементов. Данные факторы могут действовать совокупно. [c.98]

Коррозия за счет концентрационных электрохимических элементов [c.103]

Возникновение микробиальной массы, плотно прилегающей к металлической поверхности, создает анаэробные условия под этой массой, вследствие чего между этим участком, лишенным кислорода, и более аэрированными краями массы возникает концентрационный электрохимический элемент. В некоторых случаях под массой отложений кислород поглощается микроорганизмами, развивающимися [c.103]

По характеру суммарного процесса, лежащего в основе действия электрохимического элемента. Таким процессом может быть химический процесс или процесс выравнивания концентраций двух электролитов — растворов одного и того же вещества. По этому признаку все электрохимические элементы делятся на химические и концентрационные. [c.529]

При работе гальванического элемента на каждом электроде протекают химические реакции в электрическую энергию элемента превращается химическая энергия реакции на электродах. Суммарная химическая реакция, которая происходит в элементах этого типа, называемых электрохимическими элементами, складывается из суммы электродных реакций. Существует другой тип элементов, в которых изменение энергии происходит за счет разности концентраций электролитов у обоих электродов. Такие элементы называются концентрационными. Электрическая энергия возникает в них в результате переноса электролита от одной концентрации к другой. [c.218]

Концентрационные элементы. Концентрационные элементы состоят из одинаковых по своему электрохимическому действию электродов, отличающихся друг от друга активностью реагирующих веществ. Эти элементы могут быть разделены на две группы. [c.272]

Замедленность диффузионной стадии электрохимического процесса приводит, как это отмечалось выше (см. с. 196), к возникновению концентрационной поляризации, значение которой для неконцентрированных растворов можно представить уравнением, соответствующим э. д. с. концентрационного элемента [c.211]

Хемотроникой называют раздел электрохимии, который занимается разработкой принципов построения и способов применения электрохимических преобразователей информации, или хемотронов. Электрохимические преобразователи позволяют осуществить восприятие, хранение, переработку, воспроизведение и передачу информации и могут функционировать в качестве элементов или блоков вычислительных и управляющих устройств. В основе действия этих приборов лежат закономерности различных электрохимических явлений и процессов. По этому признаку хемотроны подразделяют на следующие основные группы I) концентрационные преобразователи 2) электрокинетические преобразователи 3) преобразователи на основе фазовых переходов на электродах. [c.267]

Концентрационная поляризация возникает за счет неодинакового изменения концентраций электрохимически активных веществ в тонком слое раствора, прилежащего к поверхности электродов. Например, при электролизе раствора АдЫОз с серебряными электродами концентрация электролита в катодном пространстве уменьшается, а в анодном увеличивается, что приводит к возникновению концентрационного элемента, ЭДС которого направлена против рабочей разности потенциалов. [c.213]

Зарубежные специалисты считают [45], что более 50 % коррозионных повреждений техники, эксплуатирующейся в природных условиях, связаны в той или иной степени с воздействием микроорганизмов. Стимулирование электрохимической коррозии происходит в результате появления концентрационных элементов на поверхности конструкций в результате накопления продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, повышающих агрессивность среды. При этом происходят разрушение защитных пассивных пленок на металле и деполяризация катодного и (или) анодного процессов. Изменение ЭДС коррозионных элементов приводит к локализации процесса коррозии. Стимулированию локальной коррозии также способствует неравномерность распределения колоний микроорганизмов, образование сероводорода, сульфидов, ионов гидроксония, гидрат-ионов и т. п. в условиях, казалось бы, исключающих появление этих соединений. Постоянная изменчивость микроорганизмов, миграция катодных и анодных фаз, сочетания аэробных и анаэробных процессов приводят к появлению значительных коррозионных эффектов и создают предпосылки к возникновению отказов. Участие в процессе коррозии микроорганизмов снимает известные ограничения условий его протекания по [c.54]

Результаты этих и других экспериментов позволяют объяснить некоторые особенности коррозии титана в щелевых условиях. Как и у других металлов. коррозия начинается с возникновением ячейки дифференциальной аэрации. При обычных температурах эта ячейка не действует. так как для поддержания пассивности титана в щели требуется настолько мало кислорода, что он не расходуется полностью. При высоких температурах концентрация кислорода в щели может быть уже недостаточна для залечивания пробоев пассивной пленки, в результате чего образуются локальные активные центры, понижающие потенциал в щели. Для поддержания электрохимической нейтральности хлор-ионы мигрируют в щель, а ионы натрия — наружу. Это повышает кислотность раствора в щели и усиливает локальную коррозию металла [82]. Однажды начавшись, коррозия будет продолжаться п в дальнейшем в форме дифференциального концентрационного элемента, независимо от наличия или отсутствия кислорода. [c.128]

Другим проявлением локализованного воздействия на нержавеющие стали является коррозия в щелях, связанная с кислородными концентрационными элементами. Этот тип коррозии наблюдается под осадками любого типа на металлической поверхности, под наростами и на примыкающих поверхностях соединений. Поверхность нержавеющих сталей, экранированная от окружающего раствора начинает испытывать недостаток кислорода. Тем самым создается разница в концентрации кислорода между экранированной и неэкранированной частями поверхности. Образуется электрохимическая ячейка с разностью электродных потенциалов между областями с высокой и низкой концентрацией кислорода. Область с низкой концентрацией становится анодом ячейки. [c.310]

В потенциометрии применение некомпенсационных методов, например вольтметра, для непосредственного измерения невозможно, так как в этом случае в элементе могут протекать необратимые изменения, которые приведут к изменению разности потенциалов на электродах в результате концентрационной н электрохимической поляризаций. [c.195]

Уравнению (26) соответствуют кривые и 2, изображенные на рис. 8. Из этих кривых следует, что присоединение к катоду, работающему в условиях чисто диффузионного режима, любого анода, не выводящего потенциал системы за пределы величин, укладывающихся на вертикальной части кривой (участок АВ), приводит к появлению одного и того же тока. Иными словами, ток подобных контактных пар определяется лишь величиной предельного диффузионного тока по кислороду и не зависит от природы и поляризуемости анода. Ток таких элементов должен сильно зависеть от интенсивности размешивания электролита (ср. кривые концентрационной поляризации к и 2). Когда же система приобретает потенциал, выходящий за пределы указанных выше границ, контактный ток должен зависеть как от скорости протекания самой электрохимической реакции, так и от скорости доставки деполяризатора к электроду и отвода продуктов анодной реакции. Степень влияния того или иного фактора, как будет показано ниже, зависит от скорости размешивания электролита. [c.45]

Точно так же, как ионы натрия действуют на электрохимические свойства калийных концентрационных элементов, ионы лития действуют на натриевые элементы. Для натриево-литиевого силикатного стекла характеристические потенциалы лития хорошо согласуются с теорией только при низких концентрациях лития выше величины с = 10 начинаются отклонения в сторону повышения величины потенциала. [c.161]

Во многих случаях, например в топливных элементах и первичных или вторичных источниках тока, для увеличения площади, на которой протекает электрохимическая реакция, используются пористые электроды. В таких электродах конвекция может отсутствовать, однако при этом обычно приходится рассматривать омическое падение потенциала, концентрационные изменения и кинетику электродных процессов. В большинстве теорий принимается макроскопическая модель, в которой не учитывается детальная геометрия случайной пористой структуры. В этом случае результаты теории потенциала не применимы, поскольку не выполняется уравнение Лапласа. Поэтому задачи о пористых электродах нельзя рассматривать в числе задач теории конвективной диффузии или считать приложением теории потенциала, и здесь они не обсуждаются. [c.333]

Электрохимические элементы. Электрохимические элементы, непосредственно преобразующие энергию химического процесса в электрическую, называются химическими. Они состоят из неодинаковых электродов, и, следовательно, для них характерна различная химическая природа электродных реакций. Элементы, состоящие из одинаковых электродов, называются концентрационными. В этих элементах в электрическую энергию превращается работа процесса выравнивания активностей окисленной или восстановленной форм реагирующего вещества в обоих электродах. Элементы, в которых один и тот же раствор электролита является общим для обоих электродов, называются элементами без переноса. У них отсутствует диффузионный скачок потенциала. В противном случае говорят об элементах с переносом, имея в виду перенос ионов на границе контакта двух различных растворов. [c.291]

Ввиду того что железо входит в протоплазму бактерий, преимущественное развитие колоний этих видов бактерий происходит непосредственно-на стальной поверхности, электрохимическая коррозия которой является источником их жизнедеятельности. Скопления микробных масс, плотно прилегающих к металлической поверхности, создают анаэробные условия под этой массой, вследствие чего возникает концентрационный электрохимический элемент между этим участком, лшиенным кислорода, и соседними, более аэрируемыми участками. [c.46]

Исследования, поляризации и перенапряжения на отдельных алектродах имеют большое теоретическое и практическое значение. В технических электролизах в одних случаях приходится принимать меры для уменьшения химической и концентрационной поляризации, например при электролитическом получении водорода (так как высокая поляризация при электролизе вызывает дополнительный расход электрической энергии на протекание процесса), в других, наоборот, стремятся увеличить поляризацию, например при электроосаждении металлов в гальванотехнике, так как это позволяет получить более высокого качества осадки металлов. Величина концентрационной поляризации может быть уменьшена перемешиванием раствора. Вредное действие химической поляризации устраняется добавлением оки лйтёЖи иЖ восстановителей, которые называются поляризаторами/ Катощътй деполяризаторами служат окислители, анодными — восстановители. Деполяризаторы широко применяются для проведения различных электрохимических реакций органического синтеза, а также в различных гальванических элементах. [c.268]

Полученная формула отличается от уравнения (4.33), выведенного для простой концентрационной цепи, тем, что является совершенно точной, поскольку цепь (4.34) не включает диффузионного потенциала. Между тем работа концентрационного элемента без жидкостных соединений, как и обычного концентрационного элемента типа (4.32), в своей основе имеет не химическую реакцию, а перенос 4)астворен-нога вещества из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Действительно, как показывает разбор электрохимических реакций на четырех электродах двойной цепи, в первом элементе на каждый фарадей npoieimiero электричества образуется один моль НС1 в более разбавленном растворе, а во втором, соответственно, исчезает такое же количество НС1 в более концентрированном растворе. Эти реакции таковы [c.87]

Электрохимический интегратор работает на принципе электролиза, суммируя все импульсы тока, возбуждаемые по любому закону, в виде изменившихся концентраций электролита в анодном и катодном пространствах. Изменение концентраций измеряется колориметрически или потенциометрически по уравнению для концентрационного элемента. Электролит по-прежнему окисли- [c.298]

ЭДС работающего элемента всегда меньше той, которая отвечает обратимой электрохимической реакции. Причина этого — поляризация электродов. В элементе Даниэля — Якоби с растворением цинкового электрода накапливаются 2п2+-ионы в приэлектродном слое. Вследствие этого потенциал цинка повышается. У медного электрода концентрация u +-иoнoв уменьшается в результате их восстановления и потенциал меди понижается. Изменение потенциала электрода по сравнению с исходным равновесным значением, вызванное изменением концентрации потенцналопределяющих ионов в растворе, называется концентрационной поляризацией. Этот вид поляризации наблюдается и в элементе Вольта [c.252]

При правильном выборе формы элементов необходимо сойлюдать и рациональное их взаимное расположение. Неравномерное обтекание элементов оборудования электролитом, резкое изменение скорости его движения, появление тупиков и застойных зон может вызвать не только кавитацию, но также появление концентрационных элементов. Это связано с изменением потенциала в отдельных зонах, что способствует дифференциации поверхности в электрохимическом отношении. [c.196]

Разрушение металла происходит по следующим причинам, не-досредственно или косвенно связанным с жизнедеятельностью /бактерий на поверхности металла образуются различные электрохимические концентрационные элементы в растворе или на поверхности металла создаются агрессивные химические соединения изменяются электрохимические потенциалы среды в связи с изменением концентрации кислорода в растворе. [c.24]

Известно, что изменением состава малоуглеродистых сталей, если только не доводить их до высоколегированных сплавов, не удается повысить коррозионную стойкость этих сталей в морской или речной воде. Последнее объясняется тем, что скорость коррозии сталей в нейтральных электролитах определяется скоростью протекания катодной реакции восстановления кислорода, которая в свою очередь лимитируется доставкой кислорода к катоду (концентрационной поляризацией по кислороду). Если это так, то изменить скорость процесса можно, изменив лишь условия диффузии. В то же время известно, что при коррозии металлов с водородной деполяризацией, когда скорость процесса определяется, благодаря отсутствию концентрационной поляризации (подвижность и концентрация ионов водорода высокие), скоростью протекания самой электрохимической реакции (перенапряжением), можно изменением состава металла путем введения элементов с высоким пгренапряжением водорода резко изменить коррозионную стойкость сплава. [c.232]

Неравномерное обтекание аппарата электролитами, резкое изменение скорости их движения, появление тупиков и застойных зон (пп. 5, б, 7, 8) приводят, кроме нежелательных последствий, описанных выше (разрушение пассивирующих слоев, кавитация), также к появлению концентрационных элементов. Дело в том, что для многих электролитов (Нг504, НМОз и др.) наблюдается сильная зависимость электродного потенциала и скорости коррозии металла от концентрации электролита и скорости его движения. При некоторых концентрациях кислоты металл находится в пассивном состоянии, при других же он активно растворяется. Поэтому при неравномерном обтекании, наличии застойных зон появляются возможности изменения потенциала металла в отдельных зонах, что способствует электрохимическому дифференцированию поверхности, т. е. появлению участков с различным значением электродного потенциала. В таких условиях начинают функционировать концентрационные элементы. Анодный процесс может при этом сконцентрироваться в зависимости от природы кислоты и металла как на участке с низкой, так и с высокой концентрацией кислоты. Предсказать это может специалист, хорошо знакомый с закономерностями работы подобных элементов. [c.435]

Более 50 % коррозионных повреждений техники, эксплуатирующейся в природрш1Х условиях, связаны в той или иной степени с воздействием микроорганизмов. Стимулирование электрохимической коррозии происходит из-за появления концентрационных элементов на поверхности конструкций в результате накопления продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, повышающих агрессивность среды. При этом происходят разрушение защитных пассивных пленок на металле и деполяризация катодного и (или) анодного процессов. Изменение ЭДС коррозионных элементов приводит к локализации процесса коррозии. Стимулированию локальной коррози)й(. также способствует неравномерность распределения ко лоний микроорганизмов, образование сероводорода, сульг фидов, ионов гидроксония, гидрат-ионов и т. п. в условиях, казалось бы, исключающих появление этих соединений. [c.316]