ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Неполностью заполяризованные многоэлектродные системы из "Коррозия и защита металлов " В тех случаях, когда сопротивление электролита невелико или расстояние между электродами значительное, имеет место относительно большое падение напряжения в электролите и электроды не приобретают одинаковых значений потенциала. Они, как принято говорить, неполностью заполяризованы. В таких случаях приходится учитывать как поляризацию, так и сопротивление. [c.73] Решение задачи для многоэлектродных частично заполяризованных систем было найдено Левиным совместно с Акимовым и Кларк [32—34]. [c.73] Фо = Ф1 + 1 1 = Фг + 2 2 = Фз + = Ф4 + где /], /2, /з, /4 —сила тока для каждого электрода (с учетом его направления). Чтобы определить полярность каждого электрода, необходимо сопоставить значения их потенциалов с потенциалом фо в точке О. [c.73] Электроды, имеющие более отрицательный потенциал, будут функционировать в качестве анодов, а электроды с более положительным потенциалом — в качестве катодов. [c.74] Для того чтобы определить силу тока в каждой ветви, воспользуемся принципом эквивалентности сопротивления и поляризации, изложенным на стр. 32. [c.74] Пусть начальные потенциалы электродов фУ Ф2 Фз- такой системе электрод III будет функционировать в качестве анода, электрод / — в качестве катода. Необходимо определить, что будет с электродом II. Когда суммарные кривые анодной и катодной поляризации для электродов I и III определяются линиями к.+к, и Ра,+к,, промежуточный электрод, начальный потенциал которого равен ф°, будет функционировать в качестве анода, поскольку его потенциал отрицательнее потенциала точки О2. Однако если в ветвь электрода I ввести большое сопротивление, то картина изменится. Суммарная кривая катодной поляризации для этого случая изобразится линией Рк,+ г-Пересечение суммарных кривых произойдет в точке О3. Поскольку потенциал в этой точке отрицательнее начального потенциала электрода II, последний начнет функционировать уже в качестве катода. Таким образом, мы видим, что полярность электродов и плотности тока в каждой ветви системы сильно зависят от сопротивления и поляризационных характеристик электродов. [c.75] Графическое сложение суммарных кривых дало общую кривую анодной поляризации и общую кривую катодной поляризации (штрих-пунктир). Пересечение последних кривых определяет общий потенциал и суммарный ток (фобщ и /общ)- Экспериментальные данные сопоставлены с расчетными, полученными графическим методом, в табл. П. [c.77] Как видно, графический метод позволяет с достаточной точностью определить полярность и ток для каждого электрода. Как и было предсказано теорией, один и тот же электрод в зависимости от сопротивления в ветви может работать или анодом, или катодом. [c.77] например, в рассматриваемой нами системе при сопротивлении в ветви цинкового электрода, равном 700 ом, катодами являются медь и платина, анодами — железо и цинк (фобщ = —0,212 в, /общ 1,2 ма). При уменьшении же сопротивления в цепи цинка до 50 ом в качестве анода функционирует лишь один цинк, а железо начинает, наряду с платиной и медью, работать в качестве катода (фобщ = —0,640 в /общ 3,3 ми . [c.77] Решение задачи для любого числа электродов, соединенных после довательно, сопряжено с несколько большими трудностями. Однако для трехэлектродной системы найдено решение, хорошо согласующееся с экспериментальными результатами [34]. [c.77] Потенциал в точке В может быть найден графически как потенциал точки пересечения суммарных поляризационных кривых Рк,+а и Р а,4-Рт которые строятся по принципу, описанному выше, с той лишь разницей, что омическое падение напряжения в цепи каждого электрода прийи-мается равным не IR, а /а, /р и /у, где а, fj и у — омические коэффи-енты. [c.78] Зная омические коэффициенты а, р и у. можно построить суммарные поляризационные кривые -Рк,+а, и Ра,+р, по которым легко определить ток для каждого электрода. Значения токов 1, h, h определяются графически по точке пересечения указанных выше суммарных поляризационных кривых с горизонтальной прямой, параллельной оси абсцисс, отсекающей отрезок MN, равный D. Только в этом случае h = h — h (рис. 32, а). Аналогичным же образом поступают, когда промежуточный электрод является анодом (рис. 32,6). Определив h, h и /з, нетрудно по поляризационным кривым найти и значения потенциалов электродов, соответствующих этим токам. Для этого необходимо на обычной поляризационной кривой найти, какому потенциалу соответствует данная плотность тока. [c.80] Решение этой задачи было проверено на модели трехэлектродной системы (медь, кадмий, цинк), в цепи которых были включены сопротивления Г] = 10 ом и Г2 = Гз= 1000 ом (а = 5, р = 500). Для определения полярности кадмиевого электрода последний предварительно отключали от системы и замеряли потенциал в точке В (см. рис. 31), а также начальный потенциал кадмия. Результаты этих измерений представлены ниже. [c.80] Как уже указывалось, потенциал в точке В может быть найден и графическим путем (рис. 33). На этой диаграмме нанесены поляризационные кривые для всех электродов. Для кадмия, по- t лярность которого в зависимости от со-противления может меняться, приведены как анодная, так и катодная кривые. Для цинка дан ряд суммарных поляризацион- ных кривых для различных значений коэффициента р. По этой диаграмме при различных сопротивлениях в цепи опре деляли токи и потенциал в точке В. Потенциал был найден графически по точке пересечения поляризационных кривых для меди и цинка при р = 500. Он оказался равным —0,2 в, т. е. был довольно близок к экспериментально определенному. Из рисунка видно, что в зависимости от сопротивления в ветви промежуточный кадмиевый электрод может работать как анодом (/ и III), так и катодом IV и V). В случае, когда кадмий работает анодом, значения токов (/i, /2, /3) определяли графически по схеме, приведенной на рис. 32,0 в случае функционирования кадмия в качестве катода — по схеме рис. 32, б. Сопоставление расчетных данных по потенциалам и токам с экспериментально найденными сделано в табл. 12. [c.81] Как видно из таблицы, расчетные и экспериментальные данные имеют удовлетворительную сходимость. [c.81] Несколько иной подход к анализу поведения многоэлектродных систем предложили недавно Иоссель с сотрудниками [35—37]. Авторы показали, что поведение многоэлектродных систем может быть проанализировано с помощью эквивалентных электрических схем [39]. [c.81] Эквивалентную электрическую схему многоэлектродной системы можно при этом получить путем замены этой системы источниками постоянного тока и сосредоточенными активными сопротивлениями линейного и нелинейного характера. [c.82] ДЛЯ элементарного участка гальванической системы, изображенной на рис. 34, а, эквивалентную электрическую схему (рис. 34,6). Полученная эквивалентная схема содержит в общем случае нелинейный элемент Ri, вольт-амнерная характеристика которого определяется поляризационной кривой, а динамическое сопротивление — поляризуемостью электрода. [c.83] В тех случаях, когда электроды системы столь сильно удалены друг от друга, что взаимное влияние их можно не учитывать, величина сопротивления в каждом луче для электродов, соединенных звездой, равняется величине сопротивления растекания соответствующего электрода. [c.84] Имея эквивалентную схему, можно произвести довольно быстро анализ многоэлектродной системы по хорошо разработанным в электротехнике методам анализа нелинейных цепей. [c.84] Вернуться к основной статье