Процесс устранения поляризации - деполяризация

Цель Þ увеличить U Þ для этого необходимо:

1. Увеличить ЭДС;

2. Уменьшить поляризацию;

3. уменьшить потери, для чего: а)уменьшить I; b)уменьшить r₁ и r₂ – за счет уменьшения расстояния между электродами, использовать добавки увеличивающие электропроводность электролита.

Электролиз

- это ОВР, протекающие на электродах под действием постоянного электрического тока от внешнего, процесс превращения электрической э нергии в химическую.

Электролизер – прибор, в котором

происходит электролиз:

1 - катод «-», анод «+»,

2 – электролит,

3 - источник постоянного тока

Схема электролизера

Электроды:

· Инертные (неактивные): Pt-металлы, C, Аи, PbО₂, RuO_, нерж. сталь -

не растворяются.

· Активные: все М электроды. Они растворяются на аноде: М→ Мⁿ⁺ + nе.

Металлы, переходящие в определенной среде в неактивное состояние, т.е. пассивирующиеся, благодаря образованию защитной пленки (оксидов, гидроксидов, солей) на поверхности: алюминий, никель, хром, титан, тантал и нек. др.)

Электролиз подчиняется законом Фарадея и кинетическим законам. Для принудительного процесса (не протекающего самопроизвольно в прямом направлении):

А _{min приложенная к системе}= D G; D G = nFU_min; U_min = Е_а - E_K при i =0.

Потенциал разложения или выделения: минимальное напряжение, при котором процесс электролиза становится возможным.

Под действием тока потенциалы электродов электролизера изменяютcя – поляризация: Е_К – более отрицательным, Е_А – более положительным.

Клемовое напряжение (напряжение электролизера) вследствие поляризации и омических потерь увеличивается с увеличением i:

U_кл = U_min + ∆ E_A + ∆E_K + I (R₁+R₂)

Увеличение U_кл приводит к перерасходу энергии по сравнению с рассчитанной по уравнениям химической термодинамики. Для уменьшения U_кл следует:

1. Уменьшить омические потери:

- использовать электролит с высокой электропроводностью

- уменьшить расстояние между электродами

- увеличитьТ;

2. Уменьшить концентрационную и электрохимическую поляризации:

- увеличить S_{электродов} и Т; изменить С_{реагента};

- перемешивать;

- использовать электроды-катализаторы;

- уменьшить ток

Электролиз расплава КОН (сильный электролит)

Ионный состав расплава: KOH → K⁺ + OH^-

Электроды: графит С - инертный

К: K⁺ + e → K⁰ (B _i =100%)

А: 4OH^- → O₂↑ + 2H₂O + 4 e (B _i =100%)

Электролиз водных растворов

Последовательность протекания электродных процессов зависит от состава электролита, материала электрода, рН, величины поляризации.

Электролиз в условиях конкуренции

Правила катодного восстановления

Дата добавления: 2014-11-18