ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потенциал разложения и перенапряжение из "Краткий курс физической химии Изд5" При электролизе сила тока (а следовательно, и количество вещества, получаемого в единицу времени) зависит от разности потенциалов, наложенной на электроды. Повышая эту разность, мы увеличиваем силу тока, и, наоборот, снижая ее — уменьшаем силу тока Однако для того чтобы какой-нибудь данный процесс электролиза практически протекал, разность потеициалов, прило женная й электродам, должна быть не меньше некоторой определенной характерной для этого процесса величины. Эта наименьшая разность потенциалов, необходимая для проведения данного про-целокалектролиза, называется потенциалом разложения (или напряжением разложения). [c.444] ЭТИХ случаях процесс проводится обратимо. Однако чаще он оказывается больщим. [c.445] Существуют методы, дающие возможность измерять не только потенциал разложения для данного элемента в целом, но и соответствующие составляющие его для каждого из электродов в отдельности. Эти составляющие называют потенциалами выделения или потенциалами растворения (в зависимости от того, происходит ли на данном электроде при электролизе выделение вещества или растворение материала электрода). Потенциал выделения (или растворения), очевидно не может быть меньше потенциала этого электрода при равновесном процессе в гальваническом элементе. При отсутствии побочных процессов он может быть равен этому потенциалу, но в большинстве случаев он несколько больше его. Э го явление называется перенапряжением на электродах. [c.445] при малой плотности тока перенапряжение водорода на данном свинцовом катоде при данном растворе электролита равно разности между потенциалом выделения водорода в этих условиях в его электродным потенциалом в тех же условиях. [c.446] Опытным путем установлено, что потенциалы выделения металлов (Ag, Zn и др.), по крайней мере при не слишком больших плотностях тока, большей частью равны или почти равны их электродным потенциалам для растворов данной концентрации, т. е. перенапряжения для них незначительны. Например, потенциал выделения d из нормального раствора dS04 равен 0,42 В, что в точнбсти совпадает с его электродным потенциалом в таком растворе. Однако для некоторых металлов при значительной скорости выделения перенапряжение довольно велико. Так, у железа при выделении из 1 н. раствора его сульфата при комнатной температуре оно равно 0,24 В, у никеля 0,23 В. а у кобальта 0,28 В, но быстро уменьшается с повышением температуры. [c.446] Потенциалы выделения газов даже при малых плотностях тока могут быть значительно большими, чем их электродные потенциалы, причем величина перенапряжения сильно зависит от материала электрода состояния поверхности его тг тщда жругих факторов. [c.446] В табл. 52 приведены для примера перенапряжения водорода я кислорода при выделении их на некоторых металлах. [c.446] В других случаях, например при электролитическом получениц водорода, перенапряжение, наоборот, является нежелательным так как приводит к повышенному расходу электроэнергии. [c.447] Пример. Определить дополнительный расход электроэнергии (в киловатт-часах на тонну продукта), вызываемый перенапряжением т) = 0,25 В при электролитическом получении водорода. [c.447] Решение. Зная, что для выделения одного грамм-эквивалента водорода ие- обходимо затратить 96 487 Кл = 26,8 А-ч (расход тока), определяем необходимое при этом дополнительное количество энергии 26,8X0,25 = 6,7 Вт-ч. Грамм-эквивалент водорода, в соответствии с точностью исходных данных, следуем принять равным 1,01 г его. Следовательно, на тонну водорода дополнительный расход энергии составит 6,7-10 /1,01 — 6,6-10 Вт-ч, т.е. 6600 кВт-ч. [c.447] Процесс выделения водорода на катоде состоит из нескольких стадий. [c.447] Общая (суммарная) скорость таких сложных процессов определяется в основном скоростью наиболее медленной стадии. Так, для водорода рассматриваются главным образом первые две из указанных стадий. По одним теориям, перенапряжение обусловливается главным образом процессом разрядки ионов. Это направление получило развитие, в частности, в работах А. Н. Фрум-кина с сотрудниками в его теории замедленного разряда. По другим — перенапряжение связывается с образованием молекул Нг из атомов. [c.448] Перенапряжение при выделении других газов показывает более сложные зависимости. [c.448] Выделение и распространение металлов изучено еще слабо. Характерно, что сравнительно высокое перенапряжение требуется для выделения железа, никеля и кобальта. [c.448] Вернуться к основной статье