Поляризация электродов. Причины, уравнения для рассчета

Электрохимия (2 часть)

Стационарный потенциал

Электролиз водного раствора с растворимым анодом

Выход по току

Выходом по току в гальванотехнике называют выраженное в процентах отношение количества фактически пропущенного через электролит заряда Q_f к теоретически необходимому Q_t для осуществления фактически наблюдаемого массопереноса m_f.

Иногда выход по току рассчитывается как отношение массы при фактическом массопереносе m_f к теоретическому массопереносу m_t, рассчитанному по 1-му закону Фарадея:

Нежелательные вопросы:

3. Диаграммы состояния … - много графиков и прочей фигни лучше выбрать что нибудь другое

Все стадии электрохимических реакций протекают с конечными скоростями, что вызывает отклонение потенциала электрода от равновесного, то есть вызывает поляризацию электродов.

Существует 3 типа поляризации:

-химическая

-концентрационная

-электрохимическая (перенапряжение)

- Химическая поляризация возникает из-за изменения материала электрода в результате выделения на нем продуктов электролиза

- Концентрационная поляризация

∆ф — изменение потенциала электрода в следствии изменения концентрации реагентов в приэлектродном слое при прохождении электрического тока, которая вызывается замедленностью стадии отвода или подвода реагентов.

Концентрационная поляризация обычно имеет значительную величину если концетрация реагентов определяющих потенциал электрода изменяется в приэлектродном слое на несколько порядков.

Концентрационной поляризацией можно пренебречь если концентрация потенциал-определяющих ионов или молекул достаточно велика 1/10 моль/л

∆ф_к = 0.059/n_e * lg(Cкон/Снач)

∆ф_а = 0.059/n_e * lg(Cнач/Скон)

Снач — начальная концентрация ионов вещ-ва выделяющегося на электроде

Скон — концентрация ионов в приэлектродном слое устанавливающегося в результате протекания электродного процесс данной природы

- Электрохимическая поляризация

Перенапряжение — изменение потенциала обусловленное замедленностью собственной химической реакции.

Величина перенапряжения зависит от плотности тока, природы электродного процесса, материала электрода и условия проведения электролиза.

Для металлов перенапряжение обычно величина небольшая, существенная величина перенапряжения для газов получающихся из воды

ὴ, В ὴ — перенапряжение

Материал | H2 | O2 |

Pt -0.09 0.45

Ni 0.21 0.06

Pb 0.64 0.31

Cd 0.48 0.43

Потенциал разряда — минимальный потенциал при превыении которого начнается устойчивое протекание электродного процесса данной природы

ф_{к, разр} = ф_равн,к + ∆ф_к + ὴ_к

ф_{а, разр} = ф_{равн, а} + ∆ф_а + ὴ_а

Напряжение разложения — это минимальное внешнее напряжение при котором начинается электролиз.

Uразл=ф_{а, разр} - ф_{к, разр}

Дата добавления: 2015-01-03