Физико-химические процессы в технологии машиностроения. Стекольников Ю.А - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

электролизере. Поэтому их обычно называют катодными (ΔЕ
К
) и анодными
(ΔЕ
а
) перенапряжениями. Явление изменения потенциалов электродов, т.е.
возникновения поляризации электродов, является следствием замедленности
какой-либо стадии электродного процесса. Если на электроде протекает
только одна реакция, то вместо термина "поляризация" применяют термин
"перенапряжение" (ηн
2
).
Различают следующие виды поляризации:
1)электрохимическую, вызванную замедленностью переноса носителя за-
ряда (электрона или иона) через двойной электрический слой;
2)концентрационную, вызванную замедленностью подвода раз-
ряжающихся на электроде частиц из общего объема или отводом об-
разующихся веществ от поверхности электрода;
3)кристаллизационную, обусловленную трудностями, связанными с построе-
нием кристаллической решетки. Значение кристаллизационной поляризации
относительно невелико и зависит от природы металла и состояния поверхно-
сти катода.
Для того чтобы происходил электролиз и через электролизер проходил
ток, надо приложить определенное напряжение U, которое слагается из рав-
новесных птенциалов (ΔЕ = Е
р(а)
- Е
р(к)
), поляризации катода и анода (ΔЕ =
ΔЕ
к
+ ΔЕ
а
или Δη = Δη
к
+ Δη
a
) и омического падения напряжения в проводни-
ках первого и второго рода I (r
1
и r
2
), где I — ток, проходящий через электро-
лизер.
U = ΔЕ
р
+ ΔЕ
К
+ ΔЕ
а
+I (r
1
+ r
2
), (25)
Из уравнения видно, что напряжение может быть снижено уменьшени-
ем поляризации электродов и омического сопротивления. Поляризация (кон-
центрационная и электрохимическая) может быть снижена увеличением по-
верхности электродов, температуры, концентрации реагентов, перемешива-
нием, уменьшением силы тока.
Последовательность электродных процессов на катоде и аноде
При наличии нескольких видов ионов или недиссоциированных моле-
кул электрохимически активных веществ возможно протекание нескольких
электродных реакций. Рассмотрим последовательность их протекания на ка-
тоде и аноде.
Катодный процесс. Поскольку на катоде протекает реакция вос-
становления, то, прежде всего, выделяются металлы, обладающие более по-
ложительным потенциалом.
Для катодного восстановления при электролизе водного раствора элек-
тролита все окислители можно разделить на три группы:
1.Ионы металлов, потенциал которых значительно более отрицателен,
чем
0
/2
2
НН
Е
, на катоде не восстанавливаются. К ним относятся ионы щелочных, 
электролизере. Поэтому их обычно называют катодными (ΔЕК) и анодными
(ΔЕа) перенапряжениями. Явление изменения потенциалов электродов, т.е.
возникновения поляризации электродов, является следствием замедленности
какой-либо стадии электродного процесса. Если на электроде протекает
только одна реакция, то вместо термина "поляризация" применяют термин
"перенапряжение" (ηн2).
       Различают следующие виды поляризации:
  1)электрохимическую, вызванную замедленностью переноса носителя за-
ряда (электрона или иона) через двойной электрический слой;
  2)концентрационную,      вызванную         замедленностью    подвода    раз-
ряжающихся на электроде частиц из общего объема или отводом об-
разующихся веществ от поверхности электрода;
3)кристаллизационную, обусловленную трудностями, связанными с построе-
нием кристаллической решетки. Значение кристаллизационной поляризации
относительно невелико и зависит от природы металла и состояния поверхно-
сти катода.
     Для того чтобы происходил электролиз и через электролизер проходил
ток, надо приложить определенное напряжение U, которое слагается из рав-
новесных птенциалов (ΔЕ = Ер(а) - Е р(к)), поляризации катода и анода (ΔЕ =
ΔЕк + ΔЕа или Δη = Δηк + Δηa) и омического падения напряжения в проводни-
ках первого и второго рода I (r1 и r2), где I — ток, проходящий через электро-
лизер.

               U = ΔЕр + ΔЕК + ΔЕа +I (r1+ r2),           (25)

    Из уравнения видно, что напряжение может быть снижено уменьшени-
ем поляризации электродов и омического сопротивления. Поляризация (кон-
центрационная и электрохимическая) может быть снижена увеличением по-
верхности электродов, температуры, концентрации реагентов, перемешива-
нием, уменьшением силы тока.

      Последовательность электродных процессов на катоде и аноде
     При наличии нескольких видов ионов или недиссоциированных моле-
кул электрохимически активных веществ возможно протекание нескольких
электродных реакций. Рассмотрим последовательность их протекания на ка-
тоде и аноде.
    Катодный процесс. Поскольку на катоде протекает реакция вос-
становления, то, прежде всего, выделяются металлы, обладающие более по-
ложительным потенциалом.
     Для катодного восстановления при электролизе водного раствора элек-
тролита все окислители можно разделить на три группы:
     1.Ионы металлов, потенциал которых значительно более отрицателен,
чем
Е20Н / Н2 , на катоде не восстанавливаются. К ним относятся ионы щелочных,

Страницы