Электродные процессы электролиз

Для осуществления процесса коагуляции в воду могут быть введены вместо коагулянтов ионы тяжелых металлов, полученные электрохимическим путем. Для этого воду пропускают через электролизер — аппарат с опущенными в него электродами — анода (из алюминия или железа) и катода. Питание электролизера осуществляется от постоянного или переменного источника тока. При применении растворимых металлических электродов электродный процесс сопровождается рядом электрохимических явлений и реакций. Их скорость по законам электрохимической кинетики определяется общим значением потенциала на границе металл—раствор, составом воды и условиями диффузии в ней компонентов или продуктов реакции. В процессе электролиза на электродах восстанавливаются или окисляются компоненты электролита, В переносе тока принимают участие все находящиеся в воде ионы, а также имеющие заряд коллоидные и взвешенные частицы. [c.101]

Без детального изучения кинетики электродного процесса и металлографических исследований трудно дать исчерпывающие объяснения изменениям свойств покрытий в зависимости от условий электролиза. Эти вопросы нами рассматриваются в разделе III гл. 2 и разделе IV гл. 3. [c.31]

Рассмотрим некоторые общие закономерности электролиза в средах с ионной проводимостью, применимые к анодному растворению. Если на электроде протекает только один электрохимический процесс, например растворение металла, то процесс подчиняется законам Фарадея, свидетельствующим о существовании прямой пропорциональной зависимости количества продуктов электродного процесса т от количества прошедшего через электролизер электричества И и величины электрохимического экви- [c.23]

Экспериментальные данные по электрохимическому поведению отдельных металлов свидетельствуют о весьма разнообразном действии адсорбированных чужеродных частиц на электродные процессы. При этом получается столь интересная и многообразная информация, что она значительно расширяет наши познания в области электрохимии металлов. Сопоставление адсорбционных свойств металлов и специфики их поведения в процессе электролиза показало, что между химическими и электрохимическими характеристиками металлов существует тесная связь. Установление такой взаимосвязи благоприятствовало решению ряда важных задач. [c.3]

Объем книги не позволил авторам полностью отразить все работы, посвященные электрохимическому поведению металлов, однако они надеются, что приведенный материал не только дает ясное представление о механизме электродных процессов и роли чужеродных частиц в них, по и позволяет решать практические задачи. В частности, эти представления уже способствовали получению ряда новых сплавов установлению оптимальных условий электролиза для тех металлов, осаждение которых сильно затруднено повышению выхода металлов по току получению металлов высокой чистоты и т. д. [c.5]

Благодаря работам, проведенным в последние годы, представления о механизме электроосаждения хрома существенно изменились. В основном это касается состояния поверхности электрода и его влияния на кинетику электродных процессов. В частности, было показано, что в зависимости от условий электролиза возможны различные состояния поверхности, которые и оказывают непосредственное влияние на скорость восстановления хромовой кислоты. Было установлено, что образующаяся на катоде в процессе электролиза пленка способствует восстановлению хромовой кислоты до металла, в противоположность установившемуся мнению о том, что пленка из продуктов неполного восстановления препятствует проникновению хромат-ионов к электроду и тормо- [c.158]

Решение этих задач требует глубокого изучения процессов электролиза с использой анием современных методов исследования. Большие успехи достигнуты в области изучения механизма электродных процессов, особенно в работах советских ученых. Исследования в этом направлении дали возможность не только установить основные закономерности электроосаждения металлов, но и более правильно и обоснованно подойти к разработке технологических процессов покрытия изделий. [c.8]

Упомянутые исследования выполнены в электролизерах без разделения электродных пространств, с использованием растворимого никелевого анода, т. е. в условиях, когда концентрация ионов никеля в процессе электролиза возрастает [c.19]

Следует, однако, отметить, что закономерности, установленные при восстановлении одного металла, не могут быть полностью перенесены на другие металлы в связи с многообразием особенностей, характерных для различных металлов. Поэтому для установления общих закономерностей возникает необходимость изучать наиболее характерные металлы [1]. При этом, кроме обычных трудностей, возникающих вследствие непрерывного изменения величины и состояния поверхности в процессе осаждения металла, появляются дополнительные осложнения, связанные с большим разнообразием условий осаждения различных металлов. Действительно, при осаждении различных металлов процесс разряда ионов металла сопровождается большим или меньшим выделением водорода, что затрудняет определение истинной скорости разряда ионов металла и оказывает различный по величине тормозящий или облегчающий эффект на протекание основной реакции разряда ионов металла [2]. С другой стороны, для сопоставления различных металлов по величинам перенапряжений, характеризующим скорость разряда ионов, часто невозможно подобрать сравнимые условия электролиза. В самом деле, в электролитах одинакового состава (одинаковой природы анионов, буферных добавок и т. п.) структура осадков одного и другого металла и истинная поверхность, на которой происходит электродный, процесс, может быть несравнимой. В электролитах же, дающих сравнимые по структуре и, следовательно, истинной плотно сти тока, осадки металла, на величине перенапряжения может отражаться влияние различной природы солей, поверх-, ностно-активных добавок и других факторов. [c.5]

Для проведения опытов в чистых условиях электролиз осуществляется в изолированных от атмосферы ячейках. При этом катодное пространство необходимо отделять от анодного для предотвращения попадания продуктов анодного растворения, а также кислорода к поверхности катода. Целесообразно также предусмотреть возможность очистки электролита в ячейке и подачи его в электролизер без соприкосновения с воздухом. Часто возникает необходимость удаления растворенного в электролите кислорода путем продувания инертного газа через электролит, что также следует предусмотреть в конструкции ячейки. Одна из таких ячеек представлена на рис. 6. Иногда исследование электродных процессов проводится на микро- [c.19]

Очевидно, что в результате непрерывного изменения истинной поверхности электрода при электроосаждении металлов должна изменяться во времени и поляризация электродов. В некоторых случаях нестабильность поляризации электродов при постоянной плотности тока является следствием ряда сложных процессов, протекающих на электроде. Обычно для выяснения механизма электродных процессов изучают зависимость поляризации от плотности тока без учета того, что поляризация изменяется во времени. При этом для каждого значения плотности тока берут произвольные, в лучшем случае установившиеся значения поляризации. Исследователи, как правило, не учитывают то обстоятельство, что изменение поляризации в процессе электролиза характеризует изменение скоростей процессов, протекающих на электроде. Во многих случаях изучение изменения поляризации во времени значительно больше способствует проникновению в сущность электродных процессов, чем формальное определение зависимости поляризации от плотности тока. Одновременное исследование изменения поляризации и силы тока во времени, а также зависимости поляризации от плотности тока дает более полное представление об электродных процессах. [c.27]

Изменение потенциала во времени. Для понимания механизма электродных процессов, как уже указывалось выше, существенную роль может сыграть наблюдение за изменением поляризации электрода во времени (кривые т] —1). В начале электролиза при постоянной плотности тока часто происходят значительные изменения потенциала, которые ускользают от [c.30]

На этом основании все стадии процесса электролиза, вызывающие задержку электродных реакций и, следовательно, изменяющие величину катодной или анодной поляризации (например, подача вещества к электроду, разряд ионов, кристаллизация металла, образование окисной пленки и т. п.), могут способствовать выпрямлению переменного тока. [c.150]

При изучении изменения тока при постоянном электродном потенциале во времени установлено, что в процессе электролиза на поверхности катода образуется пленка, которая разрушается при выключении тока. [c.26]

Трудность управления несбалансированными электродными процессами заключается в том, что с изменением концентрации рабочего вещества изменяются основные параметры процесса выход по току, скорость электролиза, состав осажденных сплавов и др. Поэтому для выбранного параметра оптимизации оптимальные значения входных параметров непрерывно меняются во времени. [c.671]

Кинетика электродных процессов при электролизе солевых расплавов [c.100]

Кинетика электродных процессов при электролизе солевых расплавов, содержащих хлористое олово [c.109]

Суспензию следует перемешивать при скоростном осаждении и в случае механического воздействия частиц на электродные процессы, но при изучении механизма включения частиц в покрытия с целью максимального исключения влияния посторонних факторов иногда необходимо проводить процесс без перемешивания. Было установлено, что в процессе электролиза в отсутствие перемешивания в зависимости от концентрации П фазы для образования КЭП используются частицы, находящиеся на различных расстояниях от электрода i[2, с. 70]. Иными словами, в покрытия внедряются частицы, находящиеся от поверхности катода на расстоянии, в десятки раз превышающем толщину осадка. Поэтому они переносятся конвективным и диффузионным потоком на тем большее расстояние, чем ниже их концентрация. [c.104]

Кинетика электродных процессов, протекающих на границе металл — электролит, определяется величиной тока. Величина тока, в свою очередь, будет изменять разность потенциалов,, уменьшая ее для случая гальванического элемента (меньше э. д. с.) и увеличивая ее для случая электролиза (больше величины потенциала разложения). [c.259]

Авторами за исходное положение было принято, что читатель уж имеет достаточно солидную подготовку -а общей, аналитической и физической химии, металлографии и технологии металлов, а также отчетливые и подробные знания электрохимии (особенно в области теории электродных процессов при электролизе) и основ учения [c.4]

И емкостных составляющих. Эквивалентная электрическая схема электродного преобразователя с учетом электродных процессов представлена на рис. 22-2-4. К электродным процессам относятся процесс электролиза раствора при прохождении через него электрического тока и процесс образования двойного электрического слоя на границе раздела сред металл электрода — раствор . Образование двойного электрического слоя происходит за счет воздействия внешнего электрического поля, неравенства химических потенциалов ионов металла электродов [c.630]

Исключительно большие изменения в состоянии и сдвигах ионного равновесия в растворах наблюдаются во время электролиза, т. е. при заданной плотности тока. Так, например, хорошо известно, что в процессах катодного осаждения металлов, более электроотрицательных чем водород, в том числе металлов железной группы, при больших плотностях тока, вследствие концентрационной и химической поляризации и совместного разряда ионов водорода, pH католита сдвигается в щелочную область настолько сильно, что достигается точка гидратообразования [14, 15 и 16]. В реальном процессе вследствие резких сдвигов в ионном равновесии фактически в электродной реакции могут принимать участие не только ионы, господствующие в электролите до пропускания тока, но и другие ионные образования, возникающие и концентрирующиеся в приэлектродных слоях в процессе электролиза. Примером этому может служить ванна гальванического хромирования. [c.167]

Разъедание поверхности упрочняемой детали из-за отсутствия контакта между деталью и источником постоянного тока. При этом на поверхности деталей появляется большое количество пятен и углублений (рис. 11), шероховатость поверхности резко повышается и деталь теряет эксплуатационные качества. Нормальный процесс электролиза характеризуется интенсивным бурлением расплавленной буры в меж-электродных зазорах и на поверхности ванны, образованием желтых вспышек на зеркале ванны и движением расплавленной буры в направлении от анодов, что. хорошо видно невооруженным глазом. [c.14]

При восстановлении деталей наплавкой большое значение в обеспечении качества играет подготовка деталей, выбор электродного материала и защитных газов или охлаждающей жидкости при вибродуговой наплавке, в то время как при гальванических покрытиях — состав электролита и подготовка деталей, имеющая особенно важное значение для прочности сцепления покрытия с основным металлом. При этом число и характер подготовительных операций резко отличны от операции подготовки для наплавки. Однако в том и другом случае подготовка детали к нанесению покрытий играет большую роль в получении их высокого качества. В случае плохой подготовки прочность сцепления гальванических покрытий может быть низкой и возможно отслаивание и откалывание покрытий, при наплавке же — наличие пор и окислов в наплавленном металле. Кроме того, большое влияние на качество восстановления деталей оказывают режимы и регулирование процесса нанесения покрытий. Несоответствие материала электродной проволоки при восстановлении деталей механизированными способами наплавки, или соответствующих режимов электролиза в случае гальванических покрытий условиям работы деталей на практике приводит к быстрому выходу их из строя из-за низкой износоустойчивости или усталостной прочности. Несоблюдение технологических режимов восстановления деталей металлопокрытиями вызывает возникновение больших растягивающих остаточных напряжений, отрицательно влияющих на усталостную прочность деталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок. Поэтому в процессе ремонта автомобилей нередко целесообразно упрочнение деталей, восстановленных наплавками. Термическая обработка при рассматриваемых способах производится в случае необходимости, и осуществление ее тем или иным способом зависит от многих причин необходимости устранения растягивающих внутренних напряжений, [c.191]

Было изучено [31] воздействие на электродные процессы твердых частиц, диспергированных в сульфатхло-ридном электролите никелирования с добавкой сахарина и бутиндиола. Из потенциостатических данных следует, что наблюдаемое затруднение пассивирования никелевого анода тем больше, чем крупнее частицы корунда. Крупнозернистые порошки или полностью выводят анод из пассивного состояния, или способствуют существенному увеличению плотности тока. Порошки с частицами порядка нескольких микрометров (например, порошок корунда КО-7) не вызывают активирования анода. Деполяризующее действие частиц концентрацией 25— 150 кг/м на катод различно в зависимости от pH электролита. При рН = 5 оно достигает 100—200 мВ при 1 к< <0,1 кА/м и незначительно при более высоких плотностях тока. В кислом электролите (рН=1,8) деполяризация в 80—120 мВ наблюдается лишь при / >0,15 кА/м . Отсутствие эффекта изменения поляризации, наблюдаемого при некоторых условиях электролиза, объясняется одновременным воздействием деполяризующего (от движения частиц, уноса пузырьков водорода и обновления электролита в приэлектродном пространстве) и поляризующего (адсорбции частиц, диффузионного ограничения) действия полидисперсных порошков. [c.39]

Суспензию следует перемешивать при окоростном осаждении и в случае механического воздействия ча1стиц на электродные процессы. Но для изучения механизма включения частиц в покрытия иногда необходимо проводить процесс без (Перемешивания. Было установлено, что в про цеосе электролиза в отсутствие перемешивания в [c.68]

Рассмотрим конструкцию самообжигающегося анода с боковым токоподводом (рис. 5.9). Такие аноды формуются из анодной массы, которая состоит из различных по размерам частиц электродного кокса (искового или нефтяного), и в качестве связующего используется каменноугольный пек, являющийся продуктом переработки каменноугольной смолы — побочного продукта в производстве кокса. Состав, технологические характеристики анодной массы подробно рассмотрены во многих источниках, в том числе и в работе [2], а устройство цеха по производству анодной массы изложено в [12]. Брикеты анодной массы загружаются в обечайку (на рис. 5.9 не показана), которая изготавливается из алюминиевого листа толщиной до 1 мм и вставляется внутрь анодного кожуха до подины. Под действием тепла, вьщеляющегося в процессе электролиза, анодная масса расплавляется и заполняет все внутреннее пространство обечайки. Нижняя часть анода [c.186]

Участие ионов в электродных процессах не следует смешивать с участием их в переносе тока. При электролизе криолито-глино-земных расплавов ток переносится всеми ионами Ка" , [c.231]

Проведение процесса электролиза всегда сопровождается возникновением некоторой разности потенциалов между электродами, направленной в сторону, противоположную той э. д. с., которую накладывают извне. Иначе говоря, возникает противоэлектродви-жущая сила, которая влияет на величины электродных потенциа- лов. Это явление называется поляризацией. [c.150]

Если в слое электролита, прилегающем к катоду, идет интенсивное выделение катионов, то концентрация их в этом слое уменьшается (так как пополнение их из остальной массы электролита не успевает компенсировать убыль) и потенциад электрода от этого становится более электроотрицательным. На аноде происходит обратное явление в слое электролита, расположенном в непосредственной близости от анода, концентрация ионов металла при электролизе несколько выше, чем во всей остальной части электролита и поэтому потенциал его несколько сдвигается в сторону положительных значений. Чем больший ток протекает через электролит, тем сильней наблюдаются явления поляризации. При одинаковой величине тока явления поляризации будут тем боль- ше, чем меньше поверхность электродов, поэтому для характери-,стики электродных процессов важно знать величину тока, приходящуюся на единицу поверхности электрода. Эта величина назы- [c.150]

Приведен состав простых электролитов бесцианистого цинкования и режим электролиза. На основании анализа полученных результатов и измерения температурных эффектов на электродах высказано предположение о механизме электродных процессов при электролитическом осаждении цинковых покрытий. Табл. 1, рис. 4, библ. 3. [c.124]

Большой экспериментальший материал, накопленный при исследовании электрохимического поведения металлов, наглядно ноказывает, что кинетика электроосаждения и растворения металлов тесно связана с адсорбционными явлениями. Чужеродные частицы, присутствующие в электролите или возникающие в процессе электролиза, адсорбируются на поверхности электрода и, как правило, тормозят, а иногда и изменяют характер протекания электрохимических реакций. Степень торможения электродных процессов зависит в основном от прочности связи чужеродных частиц с поверхностью электрода. При рассмотрении кинетики электродных реакций обычно предполагают, что поверхность электрода является однородной, и не учитывают влияния адсорбированных чужеродных частиц на скорость разряда и ионизации металла. Последнее часто приводит к ошибочным трактовкам экспериментальных результатов. [c.3]

Об относительных и абсолютных закономерностях электроосаждения цинка. Данные, полученные при исследовании влияния различных факторов на электроосаждение цинка, позволяют сделать весьма важный вывод. Оказывается, что зависимость, установленная между двумя параметрами, изученными в ограниченных условиях электролиза, не только не проясняет истинн ю картину электродного процесса, но в ряде случаев может даже привести к противоречивым суждениям. [c.42]

Это явление впервые было открыто, подробно изучено и подтверждено М. А. Лошкаревым и сотрудниками при электроосаждении ряда металлов [65—67]. Горизонтальный участок поляризационной кривой, отражающий незначительное влияние потенциала на скорость электролиза, был условно назван адсорбционным предельным током. По отношению диффузионного тока к адсорбционному можно судить об эффективности действия добавки как ингибитора электродных процессов [68]. [c.35]

Для проверки возможности образования пленки в процессе электролиза на поверхности электрода изучалось изменение силы тока во времени при постоянном электродном потенциале. На рис. 15 представлены кривые изменения силы тока во времени для раствора СгОз 250 г/л при температуре 20° и потенциале 1,080 в на рис. 16 показана кривая, полученная при тех же условиях с добавкой 7 г/л H2SO4. Из этих кривых видно, что в обоих случаях в начальный момент электролиза через электрод проходит ток большой силы, который затем уменьшается. В отсутствие серной кислоты уменьшение тока мало, причем наблюдается некоторое возрастание силы тока во времени. В присутствии серной кислоты в начальный момент ток значительно больше, чем без серной кислоты, и в процессе электролиза он резко снижается до некоторого стабильного значения. [c.22]

Метод I — F-кривых Леблана частично рассмотрен нами выше [гл. 4, 1, 2]. Он заключается в графической экстраполяции прямолинейной части 1 — У-кривой на нулевое значение тока (рис. 20). Наличие остаточных токов и деполяризации снижает точность этого метода. Она обычно составляет 0,05 е, иногда0,01е [4, стр.141]. Эту методику улучшают путем применения предварительного электролиза, индифферентных электродов и атмосферы инертных газов, а также разделения электродных пространств при помощи капилляров и различных пористых и сплошных диафрагм из стекла, корунда, кварца и других материалов. Для сложных электролитов на / — V-кривых иногда обнаруживают не один, а несколько перегибов. В таких случаях бывает трудно решить, каким электродным процессам соответствуют те или иные величины напряжения разложения. Экстраполяция вторых и третьих перегибов на восходящей ветви I — V-кривой также приводит к неточностям. Для решения подобных вопросов метод / — V-кривых следует сочетать с другими исследованиями (анализ продуктов электролиза и др.). [c.54]

В переносе тока будут участвовать все ионы, присутствующие в э 1ектролите, причем доля в переносе тока зависит от концентрации и подвижности ионов. Разряжаться на электродах будут только те ионы, которые имеют определенный электродный потенциал. В соответствии с этим на катоде будет разряжаться ион АР+ с образованием металлического алюминия, а на аноде — ион 0 , который будет окислять углерод анода до СО и СОд. Разряд других ионов на электродах возможен только при нарушении нормального течения процесса. Таким образом, при нормальной работе ванны в процессе электролиза расходуется глинозем, растворенный в электролите, с получением металлического алюминия. Добавление избытка А1Рз, а также СаРд и М р2 приводит только к появлению дополнительных ионов, не меняя характера электролиза. [c.451]

Весьма заманчивым является электрохимический способ со-осаждения гидроокисей, основанный на анодном растворении металлов [84—98]. Анализ равновесных электрохимических диаграмм электродный потенциал — pH раствора для систем типа Me—Н2О [71] показал принципиальную возможность одновременного образования гидроокисей железа и других металлов. Электрохимический метод получения ферритовых порошков имеет несомненное преимущество перед, обычным методом соосаждения гидроокисей — он позволяет периодический процесс осаждения сделать по существу непрерывным, так как при электролизе происходит саморегенерация осадителя [90—99]. Изменения, происходящие в системе, можно выразить уравнением [c.14]

Уже давно было показано [40], что при осаждении металла на инертном электроде требуемый для этого потенциал будет уменьшаться по мере увеличения количества осажденного металла до тех пор, пока осадком покрыта только часть поверхности, так как частота переходов металл— ион будет зависеть от имеющегося в наличии количества металлических атомов. Этот эффект должен был бы наблюдаться с микроколичествами действительно, например, радиовисмута из 10 слг 3 10 i н. раствора хватит на создание одноатомного слоя только на поверхности 10 см-. В таких случаях электрод поляризуется в течение электролиза. Для какого-либо заданного значения потенциала, если только оно не слишком мало по сравнению с электродным потенциалом, процесс должен приближаться к равновесному (максимальному) осаждению. В самом деле, Жолио и др. [48, 24, 25, 19] действительно наблюдали поляризацию. (Влияние обычной концентрационной поляризации может быть исключено, например, достаточно тщательным, перемешиванием раствора.) Однако экспериментально найденное [c.31]

В последние годы стремительно возрастает использование титана в качестве электродного материала в электрохимических производствах [379]. Широко используются аноды из титана с окиснорутениевым активным слоем в производстве хлора и хлоратов. В настоящее время 30% мирового производства хлора приходится на долю электролиза с окиснорутениевыми анодами. В ближайшие годы процесс вытеснения графитовых анодов будет продолжаться. [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...