Катоды физическая структура

Металлы этой группы железо, кобальт и никель имеют много общего не только по физическим и химическим свойствам, но и по электрохимическому поведению. Они обладают повышенной реакционной способностью и легко пассивируются во многих средах, вследствие чего стационарные потенциалы их существенно отличаются от равновесных, рассчитанных на основании термодинамических данных. Осаждение на катоде и растворение на аноде этих металлов происходит с значительным торможением, особенно при комнатной температуре (рис. ХИ-13 и ХИ-14). Электролитические осадки металлов группы железа всегда отличаются очень мелкозернистой структурой, легко полируются и в зависимости от условий электролиза могут быть и мягкими и очень твердыми. [c.404]

Величина возрастает с увеличением напряжения до предельного значения и остается постоянной. Форма кривой при одноэлектронном восстановлении вещества на ртутном катоде напоминает волну, при двухэлектронном — двойную волну, трехэлектронном — тройную (рис. 8.4). На рис, 8.4 показаны две ступени восстановления порфиринового комплекса меди (II), конкретно Си-тетрафенилпорфина. Важнейшей характеристикой электрохимически активного вещества является потенциал полуволны Еу . Это потенциал такой точки на кривой —Е, которая соответствует точке перегиба первой, второй и т. д. волн. Полярографическая волна — это совокупность точек на кривой — Е, между начальными и предельным значениям или между двумя предельными значениями диффузионного тока (). Потенциал полуволн не зависит от концентрации вещества, а только от его химической структуры. Поэтому Еу является физической константой вещества, такой [c.294]

Вопросы образования молекул из атомов, строения самих молекул и природы химической связи составляют одну из наиболее важных проблем физической химии. Однако эти вопросы стали успешнее разрабатываться только после того, как была раскрыта сложная структура атома и выяснен смысл понятия валентности. В начале XIX в. в результате изучения процессов электролиза в химии возникло представление об электрической природе валентных сил. Элементам, выделяющимся на катоде, приписывался положительный заряд и положительная валентность, а элементам, выделяющимся на аноде,— отрицательный заряд и отрицательная валентность. [c.25]

Физическая структура материала катода. Изменения в физической структуре материала катода могут влиять на выход и характер продукта восстановления. [c.327]

В традиционных химических источниках тока (аккумуляторах), имеющих твердофазные активные материалы на пути электронных переходов, энергетические барьеры возникают на границе твердая фаза — раствор. Физический смысл затруднения кинетической интерпретации состоит в том, что электрические свойства обеих твердофазных границ в процессе генерирования энергии непрерывно изменяются по законам, не учитываемым современной теорией, а именно изменяется не только структура, но и химический состав твердой фазы, так как катод непрерывно (пропорционально количеству прошедшего электричества) обогащается металлом, а анод — окислителем (например, кислородом) рождается новая твердая фаза, электрическое поведение которой с точки зрения современной теории твердого тела не поддается прогнозу переток электрических зарядов (ионов) через систему, представляющую собой, как пра-дало, многослойную среду, происходит в сложных нестационарных условиях переноса энергии и вещества, сопровождается разрывами сплошности потенциала и соответствующими скачками коэффициентов переноса (при нелинейных граничных условиях). [c.10]

Не разработана теория кинетики электронного переноса в слоистых структурах. Из-за отсутствия физической модели нелинейных сред прогноз кинетики для элементов ЭХГ не поддается количественной интерпретации. В отличие от фото- и термоэлектрических преобразователей, у которых катод и анод состоят из проводящих или полупроводящих материалов, отвод электрических зарядов от топлива и окислителя при условии, когда оба они — газообразные или жидкие диэлектрики, [c.13]

Электролизом называется разложение электролитов постоянным электрическим током, которое сопровождается образованием новых веществ. На электродах происходят реакции окисления— восстановления анионы на аноде отдают электроны и окисляются, а катионы восстанавливаются на катоде. Если анод растворим в электролите под действием тока, то чаще всего анионы на нем не разряжаются, а электроНейтральность раствора (или расплава) поддерживается образованием катионов из материала анода. Одно из преимуществ электролиза перед химическим восстановлением заключается в том, что при этом продукты восстановления не загрязняются остатками металла-восстановителя и примесями, первоначально присутствующими в нем. Кроме того, при электролизе возможна очистка от многих примесей исходного сырья. Изменяя условия электролиза, можно получать катодный осадок с некоторыми заданными физическими свойствами (крупностью кристаллической структуры и т.п.). В промышленных масштабах осуществляют электролиз как водных растворов, так и расплавов. Однако для получения редких металлов электролиз водных растворов используют редко. [c.256]

Выражение (23) по своей структуре дает более четкую физическую интерпретацию сопротивления межэлектродной среды, подчеркивая ее неоднородность. Однако использование выражения (23) предполагает включение в состав системы уравнений, описывающих поведение электрохимической ячейки, уравнений гидравлического тракта для установления математической функциональной связи между величиной МЭЗ и средней скоростью протекания электролита. Достаточно точное аналитическое описание зависимости (23) с учетом различных гидродинамических режимов течения электролита в межэлектродном промежутке при сложной форме катода-инструмента представляет собой крайне трудную задачу. Поэтому для практических расчетов и исследования электрохимической ячейки более целесообразным является использование эмпирической зависимости удельной электропроводности межэлектродной среды по методу, предложенному в работе [186]. [c.120]

В лаборатории автора показано, что при электролитическом восстановлении важное значение имеет физическая структура катода, изготовленного из сплава. При изучении восстановления метилпропилкетона до пентана на катодах из кадмиевой амальгамы найдено, что выход пентана можно сопоставлять с диаграммой плавкости системы кадмий—ртуть [67] и небольшие изменения проценгного состава катода в той области, где физические характеристики сплава сильно зависят от состава, вызывают заметное изменение выходов. Насыщение углеродом катода из малоуглеродистой стали вызывает уменьшение активности в отношении реакции восстановления нитробензола до анилина в сернокислом растворе [60]. [c.328]

В нашей лаборатории было показано, что при электрохимическом восстановлении большое значение имеет физическая структура катодов, приготовленных из сплавов. При изучении восстановления метилпропилкетона в пентан на катодах из кадмиевой амальгамы было найдено, что выход пентана находится в соответствии с диаграммой плавкости системы кадмий—ртуть [50] и что небольшие изменения в процентном составе катода заметно сказываются на величине выходов в тех областях, где физические свойства сплава сильно меняются с изменением его состава. Паугле-. роживание катода из низкоуглеродистой стали вызывает понижение его активности при восстановлении нитробензола до анилина в сернокислом растворе [44]. [c.21]

Структура и некоторые физические свойства электроосажденных сплавЬв олово — свинец (богатых свинцом), полученных из ванны промышленного типа, исследованы в работе [11]. Найдено, что при повышении температуры от 20 до 40° размер кристаллов увеличивается, а содержание олова в сплаве снижается. По данным структурных исследований, осадки состоят из кристаллов а- и р — фаз. При температуре 40° на катоде образуются осадки, соответствующие диаграмме равновесия. При 20° и высоких >к содержание олова в а-фазе достигает 4%, что превышает вдвое нормальную растворимость олова Б свинце. Осадки имели большие микроискажения кристаллической решетки. Твердость осадков, полученных из ванн с более низкой температурой, непрерывно возрастала в течение 10 ч. Способность осадков к пайке не зависит от условий электроосаждения. [c.191]

Не следует забывать, что поверхность технических металлов всегда является многоэлектродной , т. е. что на ней всегда имеются примеси металлов и веществ, разных химических сплавов и структур, что различное физическое (кристаллическое и др.) состояние частиц даже одного и того же металла может привести к возникновению короткозамкнутых элементов. Полярность и значения потенциалов в многоэлектродной системе зависят от соотношения потенциалов отдельных составляющих, их площадей йот их взаимного расположения. Если, например, в системе имеются катоды с высоким и низким более положительным значением потенциала, то введение в систему нового электрода с еще более положительным потенциалом может привести к тому, что слабо положительные катоды станут анодами и начнут растворяться наоборот, при повышении катодной поляризации или выключении из многоэлектродной системы высокоположительного катода протекание катодного процесса будет затруднено при включении в систему сильных, т. е. обладающих высоко отрицательным потенциалом анодов также можно добиться того, что аноды системы с небольшой, более отрицательной поляризацией будут превращены в катоды. На этом построен принцип катодной защиты ( 38, 62) (см. также 63). [c.332]

Хаккерман и Макридес [107] отмечают, что катодное ингибирующее действие может быть результатом как физической адсорбции, так и хемосорбции. Электростатические связи на катодных участках способствуют общему ингибирующему действию. Хемосорбция ингибитора происходит через образование координационных ковалентных связей с поверхностными атомами металла, в силу чего ингибитор действует как донор электронов, а металл — как их акцептор. Этот механизм объясняет зависимость силы ингибирующего действия от электронной структуры и растворимости ингибитора, а также от природы заместителя, учитывает роль металла и позволяет получить как положительный, так и отрицательный температурные коэффициенты. Механизм действия органических ингибиторов при катодной защите обсуждается также Антроповым [108]. Шрам и Бернс [109] объясняют влияние солей аминов на поляризацию железных катодов на основании кажущихся изменений поверхности, вызванных адсорбцией аминов на катодных участках. В пределах исследованных ими концентраций выраженная в процентах ингибирующая эффективность каждого амина была линейной функцией от степени покрытия поверхности адсорбированными аминами. Связь между степенью экранирования поверхности и ингибирующим действием оказывается очень различной в зависимости от природы амина. Это позволяет прийти к заключению, что действие аминов не сводится лишь к экранированию отдельных участков поверхности корродирующего металла. [c.211]

Осаждение металла на катоде и образование поликристаллическох о 1ела представляют один из наиболее сложных электрохимических процессов, где сочетается действие многих факторов. Попытки создать теорию, которая бы объяснила особенности структуры катодных осадков, образующихся при различных условиях, как известно, были пока безуспешными. Состояние ионов в растворе, адсорбционные явления на границе металл — раствор, пассивация электрода, диффузионные явления в приэлектродном слое, природа растворителя и иные взаимосвязанные обстоятельства, составляющие в целом условия электролиза, определяют внешний вид и физические свойства выделяемого металла. [c.464]