Физическая химия. Килимник А.Б. - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

шающий токи обмена обоих электродов. Потенциал катода сместится в отрицательную сторону, так как
скорость электродного процесса меньше скорости поступления электронов из внешней цепи; потенциал
анода сместится в положительную сторону из-за разницы скоростей электродного процесса и отвода
электронов во внешнюю цепь. В этом случае катодный потенциал станет отрицательнее анодного, но
по-прежнему на катоде будет протекать процесс восстановления, а на аноде – окисления.
Электродные потенциалы необходимо измерять с использованием тонко оттянутого капилляра Луг-
гина–Габера максимально приближенного к электроду, чтобы избежать включения в измеряемую вели-
чину падения напряжения между электродом и кончиком капилляра.
Величина отклонения напряжения на электродах электролизера от значения ЭДС называется пе-
ренапряжением (η).
Часто абсолютное значение поляризации отдельного электродного процесса (катодного или анод-
ного) также называют перенапряжением.
Электрический ток в электрохимической цепи связан с осуществлением электродного процесса
(фарадеевский ток) и с заряжением двойного электрического слоя (ток заряжения).
Если свойства поверхностного слоя не изменяются во времени, то протекающий через электрод ток
определяется только скоростью самого электродного процесса и размерами электрода. В таких условиях
плотность тока (i) служит мерой скорости электрохимической реакции. Поляризация электрода обу-
словлена скоростью электрохимического процесса, и потому она является функцией плотности тока.
Функциональная зависимость поляризации электродного процесса от плотности тока или плот-
ности тока от поляризации называется поляризационной характеристикой, а графическое изображе-
ние ее – поляризационной кривой.
Задачей электрохимической кинетики является установление общих закономерностей электродных
процессов, знание которых необходимо для сознательного управления скоростью электродных реакций.
Нахождение факторов влияющих на протекание реакций на электродах и вблизи них чрезвычайно
важно для практического использования электрохимических систем, поскольку принудительное
уменьшение поляризации при заданной плотности тока позволяет существенно повысить коэффициент
полезного использования электроэнергии.
Электрохимическая реакция протекает на границе раздела между поверхностью электрода и рас-
твором электролита, поэтому она является гетерогенной.
Как любой гетерогенный процесс, электродная реакция может состоять из ряда последовательных и
параллельных стадий: стадии доставки вещества к поверхности электрода (стадия массопереноса); ста-
дии адсорбции вещества на электроде; стадии переноса электронов или ионов через границу раздела
электрод – раствор электролита (стадия разряда – ионизации); стадии адсорбции продукта восстанов-
ления или окисления на поверхности электрода; стадии создания новой твердой фазы на поверхности
электрода; стадии отвода продукта электродного процесса от поверхности электрода вглубь раствора
или материала электрода (стадия массопереноса).
Кроме указанных стадий встречаются электрохимические процессы, в которых принимает участие
продукт химической реакции между веществами в объеме раствора – она предшествует стадии переноса
заряда (предшествующая химическая реакция) или продукт электродной реакции после стадии переноса
заряда и вещество, подходящее из объема раствора электролита (последующая химическая реакция).
Стадия образования новой фазы встречается в процессах электроосаждения металлов (образуются
кристаллические зародыши), получения полимерных покрытий (при электрохимическом инициирова-
нии полимеризации), получения нерастворимых органических и неорганических веществ, электрохими-
ческого выделения газов (стадия зарождения пузырьков газа).
В ходе электрохимического процесса может происходить перемещение частиц на поверхности
электрода от центров, где осуществляется разряд, до некоторых других участков, на которых продукту
электродной реакции находиться энергетически более выгодно (стадия поверхностной диффузии).

Страницы