ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прохождение электрического тока в электрохимической системе. Законы Фарадея из "Теоретическая электрохимия" Если замкнуть электрохимическую систему проводником первого рода или подключить ее к внешнему источнику тока, то через нее начнет проходить электрический ток. Как известно, прохождение тока через проводники первого и второго рода не приводит к химическим превращениям веществ. Такие превращения происходят на границах изменения типа электрической проводимости. Так как каждый элементарный акт электрохимической реакции сопровождается выделением или присоединением одного или нескольких электронов, то естественно, что чем большее число электронов пройдет через границу раздела проводник первого рода —проводник второго рода, тем больше будет прореагировавшая масса веществ— участников реакции. [c.15] Поскольку число прошедших через границу раздела электронов есть количество электричества, то изложенные выше соображения приводят к двум фундаментальным законам, открытым в 1833— 1834 годах Фарадеем. [c.15] Если на границе раздела проводник первого рода — проводник второго рода при прохождении постоянного электрического тока протекает одна, и только одна, электрохимическая реакция, то масса каждого из участников реакции, претерпевших превращение, прямо пропорциональна количеству прошедшего через границу электричества . [c.15] Учтя массу хлора, прореагировавшего с водой, получим результат, соответствующий рассчитанному по закону Фарадея. [c.16] Если на электроде протекает несколько параллельных электрохимических реакций, то первый закон Фарадея будет справедлив для каждой из них (с учетом всех возможных побочных химических реакций, сопутствующих данной электрохимической реакции). [c.17] При расчете на количество электричества, равное 1 Кл (или 1 А-ч), miтеор становится равным электрохимическому эквиваленту. [c.18] Поскольку ток есть количество электричества, прошедшее через любое сечение за одну секунду, то понятие выход по току фактически эквивалентно понятию выход по количеству электричества . [c.18] Выходы по току для процессов, протекающих на катоде, как правило, не совпадают с выходами по току анодных процессов, поэтому введено понятие катодного (Вт. к) и анодного (Вт. а) выходов по току. [c.18] Еще одной причиной кажущегося отклонения от закона Фарадея может явиться смешанная электронно-ионная проводимость электролита. Так, раствор натрия в жидком аммиаке обладает смешанной проводимостью, благодаря чему часть тока, переносимая в электролите электронами, не вызывает электрохимических превращений. [c.18] Если на границе раздела проводник первого рода — проводник второго рода протекает одна, и только одна, электрохимическая реакция, в которой участвует несколько веш еств, то массы участников реакции, претерпевших превращения, относятся друг к другу как их химические эквиваленты. [c.18] Очевидно, что второй закон Фарадея распространяется на любое число границ раздела проводник первого рода — проводник второго рода при условии, что все они отвечают приведенным выше условиям и через них прошло одно и то же количество электричества. [c.18] Электрохимические системы, в которых нет параллельных электрохимических и побочных химических реакций, используют для измерения количества прошедшего электричества. Тогда они называются кулонометрами (кулометрами) или вольтаметрами. Наиболее точные результаты получают при использовании системы с серебряными электродами. [c.19] Действие серебряного кулонометра Ричардса, представляющего собой электрохимическую систему (—)Ag AgNOз(aq) ]Ag(+), основано на взвешивании массы серебра, осевшей на катоде во время электролиза. Точность определения количества электричества серебряным кулонометром может быть доведена до 0,01%. [c.19] Наиболее простым и достаточно точным является медный ку-лонометр, состоящий из двух медных анодов и катода пз тонкой медной фольги, расположенного между ними. Электролитом служит водный раствор, содержащий (кг/м ) медного купороса — 150, серной кислоты — 50, этилового спирта — 50. Серная кислота повышает электрическую проводимость электролита и, кроме того, препятствует образованию коллоидных частиц гидроксида меди или ее основных солей, которые могут адсорбироваться растущим катодным осадком, увеличивая таким образом его массу. Спирт добавляют в электролит для улучшения качества катодного осадка, получения более мелкокристаллического, гладкого отложения меди и для предотвращения окисления металлических медных электродов у границы раздела электролит — воздух. [c.19] Катодная плотность тока должна быть в пределах от 20 до 200 А/м . Следует обращать особое внимание на недопустимость попадания в электролит солей железа, ибо ионы железа, окисляясь на аноде до Ре + и вновь восстанавливаясь на катоде до Ре +, берут на себя часть тока, и меди осаждается на катоде мень- ше, чем это следует по закону Фарадея. О количестве прошедшего электричества судят по изменению массы катода. [c.19] При пропускании через систему асимметричного переменного тока электрохимические процессы будут протекать, поскольку через границу раздела будет проходить количество электричества, равное разности количеств электричества, прошедших в катодный и анодный полупериоды. [c.20] Вернуться к основной статье