ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потенциал электрода. Перенапряжение из "Электролиз растворов поваренной соли Издание 2" Различные катионы или анионы неодинаково легко воспринимают или отдают электроны. Чтобы на электроде мог произойти разряд иона, между электродом и электролитом должна возникнуть определенная разность (скачок) потенциалов. [c.55] Минимальный потенциал электрода, необходимый для разряда данного иона при концентрации ионов 1 грамм-эквивалент г-экв) в 1 л раствора, является характерной для данного иона величиной и называется нормальным электродньш потенциалом. Чем труднее катион или анион разряжаются на электроде, тем выше должна быть абсолютная величина потенциала электрода. [c.55] В табл. 12 приведены нормальные электродные потенциалы некоторых электродных реакций, измеренные по отношению к нормальному водородному электроду, потенциал которого условно принят равным нулю. С изменением концентрации данного иона в растворе минимальный теоретически необходимый потенциал — обратимый потенциал электрода сушественно меняется. [c.55] С — концентрация ионов, в г-экв на 1 л раствора. [c.56] Как известно, логарифм единицы равен нулю. Следовательно, при С=1 потенциал электрода равен нормальному электродному потенциалу, т. е. E- = Eq. [c.56] Абсолютные величины катодного и анодного потенциалов, как следует из приведенных выше уравнений, увеличиваются по сравнению с нормальным потенциалом, если концентрация ионов меньше единицы, и уменьшаются, если концентрация ионов больше единицы. [c.56] В действительности потенциал электрода, необходимый для разряда иона, значительно больше теоретического обратимого потенциала, определяемого по приведенным формулам. Величина фактического потенциала электрода зависит от материала электрода, плотности тока и температуры. Разность между величинами теоретического (обратимого) электродного потенциала и действительного электродного потенциала называется перенапряжением. [c.56] Перенапряжение играет большую роль в технике электролиза. Исходя из величины перенапряжения, выбирают материал электродов для данного электрохимического процесса. Как будет показано в главе VHI, процесс электролиза поваренной соли в ваннах с ртутным катодом может быть осуществлен только потому, что перенапряжение выделения водорода на ртути очень велико. [c.56] Величины перенапряжения выделения хлора на платине, графите и магнетите в насыщенном растворе хлористого натрия приведены в табл. 13. [c.56] В табл. 14 приведены величины перенапряжения выделения водорода в 1 н. растворе соляной кислоты при 20 °С. [c.57] Из данных таблицы видно, что перенапряжение выделения водорода на платине, кобальте и железе значительно меньше, чем на электродах из других материалов. При электролизе Na l в диафрагменных хлорных ваннах, а также в других процессах, протекающих с выделением на катоде водорода, в качестве материала катодов применяется железо (сталь). Перенапряжение выделения водорода на ртути очень велико. ГТоэтому, если в процессе электролиза желательно по возможности предотвратить выделение водорода, в качестве катода часто применяют ртуть (как при ртутном электролизе поваренной соли). [c.57] Ранее было указано, чю нормальный электродный потенциал водорода равен О, а нормальный электродный потенциал натрия равен —2,71 в. Поэтому на твердом катоде из водных растворов, несмотря на низкую концентрацию в них водородных ионов, выделяется только водород, а не натрий. [c.58] По такой схеме процесса получается тот же результат— выделение хлора на аноде и водорода и едкого натра на катоде. Однако по указанным выше причинам этот процесс невозможен, и на стальном катоде происходит непосредственный разряд ионов водорода. [c.58] На ртутном катоде водород вследствие высокого перенапряжения его выделения разряжается с трудом. В то же время потенциал выделения натрия значительно ниже его нормального электродного потенциала из-за высокой энергии образования амальгамы натрия. Поэтому на ртутном катоде возможен и происходит преимущественно разряд ионов натрия с образованием амальгамы. Водород также выделяется на ртутном катоде, однако при нормальных условиях процесса электролиза количество выделяющегося водорода относительно невелико. [c.58] Вернуться к основной статье