Породи, які обумовлюють електронну провідність

В породах із електронною провідністю основну роль у виникненні ВП відіграють процеси, що супроводжують поляризацію електродів в ході електролізу. При пропусканні електричного струму через водний розчин електроліту, до катоду направляються катіони (H⁺, Na⁺, K⁺), а до аноду гідроксильні групи (OH^-, Cl^-) в розчинах хлоридів, а також інші аніони.

На катоді в результаті взаємодії катіонів з електродом проходить розчеплення і відбір електронів перетворюються при цьому в нейтральні атоми. В результаті такої дії, водень, який відіграє значну роль у електронній поляризації, знаходячись у атомарному стані насичує поверхню електроду, а потім завдяки утворенню молекули H₂ виділяється у вигляді бульбашок на поверхні електроду.

На аноді аніони віддають електроду надлишкові електрони, гідросильний аніон переходить у воду і кисень, який проходячи через атомарну стадію, насичує поверхню електрода, а потім переходить в молекулярний стан, виділяючись у вигляді бульбашок, аніони хлору переходять у атоми, а потім в молекули Cl₂, також утворюючи бульбашки на поверхні електрода.

Таким чином, всі вище приведені процеси обумовлюють електродний потенціал катода і анода, що призводить до утворення ЕРС електродної поляризації, яка дорівнює сумі потенціалів катода і анода, а також суттєвої зміни опору вимірювального кола.

Е_ел d

с ω

E _оберн.

b

а ∆j j

(Рис.2)

Залежність зміни потенціалів від густини струму j. аb – інтервал де Е росте пропорційно j у відповідності із законом Ома, bс різкий ріст Е_ел при незначному збільшенні (∆j), цей період відповідає c - процесу утворення подвійного шару електродної поляризації і насиченню електрода атома газу (H, J, Cl).

Е_обер<Е_ел;

Е_обер – обернений електродний потенціал. При цій умові проходить виділення бульбашок, величина Е з ростом j зростає більш інтенсивно (cd). В цій області Е_ел=Е_обер+Е_п, де Е_п – е.р.е. перенапруги, що описується рівнянням Тафеля:

Е=a+blgj (1);

де, a і b емпіричні сталі. Величини а для металічних та вугільних електродів змінюється в межах 0,5 – 1,5, значення b від 0,1 до 0,2, для більшості металів b=0,116.

Відновлення величини Е_ел в часі проходить за законом Е_ел=+ lgt і для різних металів змінюється від 90 до 120 мін, що зв’язано з утворенням на електродах окислювально-відновної хімічної реакції між речовими, що виділяються на поверхні електроду і матеріалом електроду.

Спад в часі Е_ел відбувається після виключення поляризуючого струму виражається рівнянням Е_ел=К_exp(-λt) і швидкість тим більша, чим менша густина струму – поляризуючого і більше в розчині окислювачів.

Значення U_вп на зразках мінералів із електронною провідністю навіть незначних значеннях струму досягають декількох вольт, що відповідає величині A_в=0,1-0,7. Такі значення, на один, два порядка перевищують значення , А_в осадових порід, які не містять частинок із електронною провідністю.

Дата добавления: 2014-01-11