Ионы водорода

Процесс разряда ионов водорода на катоде в кислых средах сложен и состоит из нескольких последовательных стадий [c.39]

Установлено, что диффузия и миграция, дегидратация н адсорбция ионов водорода протекают с достаточной скоростью и поэтому эти стадии не могут лимитировать реакцию в цело.м. [c.41]

Как ранее было указано, электрохимическая реакция присоединения электрона к иону водорода требует некоторой энергии активации, т. е. для того, чтобы процесс разряда ионов водорода шел на электроде с определенной скоростью, необходимо сообщить ему некоторый избыточный (против равновесного) потенциал, который определяется величиной перенапряжения водорода. Потенциал разряда водородных ионов с определенной скоростью к равен сумме равновесного потенциала водородного электрода и величины перенапряжения водорода, обозначаемой г]. Под величиной перенапряжения водорода понимают сдвиг потенциала катода при данной плотности тока 1п в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом водородного электрода в том же растворе, в тех же условиях, но при отсутствии тока в системе. Поэтому расход электрической энергии на получение водорода электролизом больше, чем это определяется термодинамическими подсчетами. [c.42]

В нейтральных растворах с pH = 7 гальванические элементы, составленные из большинства имеющих техническое значение металлов, работают без выделения газообразного водорода, так как потенциал разряда ионов водорода отрицательнее, чем потенциал анода. Только начиная с определенного значения pH, при котором потенциал анода отрицательнее потенциала разряда водородных ионов, процесс коррозии может сопровождаться выделением водорода. Металлы с очень электроотрицательным по- [c.42]

Этот тип поляризации обусловлен замедленностью электродной реакции или, говоря другими словами, потребностью в энергии активации для начала электродной реакции. Наиболее ярким примером может служить восстановление ионов водорода на катоде -> — е. Активационная поляризация для этого процесса называется водородным перенапряжением (или перенапряжением выделения водорода). Считают, что на платиновом катоде реакции протекают в такой последовательности. Сначала идет относительно быстрая реакция [c.53]

Эта же медленная стадия характерна для металлов с промежуточным значением водородного перенапряжения (никель, медь и т. д.) Для металлов с высоким водородным перенапряжением (например, ртуть, свинец) медленной стадией Является разряд гидратированных ионов водорода [c.57]

Если контактирующие металлы погружены в неаэрируемые растворы, где коррозия сопровождается выделением водорода, увеличение площади более благородного металла приводит к увеличению коррозии менее благородного. На рис. 6.6 предста ены поляризационные кривые для анода, слабо поляризованного по сравнению с катодом, на котором происходит выделение водорода (катодный контроль). Наклон кривой 1 отвечает поляризации более благородного металла, имеющего высокое водородное перенапряжение. Наклоны кривых 2 и 3 отвечают металлам с низким водородным перенапряжением. Проекции точек пересечения анодных н катодных поляризационных кривых на ось Ig I дают соответствующие гальванические токи. Заметим, что любой металл, на котором происходит разряд ионов водорода, является водородным электродом, который при давлении водорода 0,1 МПа имеет равновесный потенциал —0,059 pH вольт. Рис. 6.7 иллюстрирует случай, когда корродирующий металл контактирует с более благородным, имеющим переменную площадь. На оси абсцисс вместо логарифма полного тока нанесен логарифм плотности тока. Если анод площадью Ла контактирует с более благородным металлом площадью Л , то плотность гальванического тока на аноде в результате контакта будет равной [c.114]

Диссоциация молекул водорода на отдельные атомы (АИ>0) или возникновение атомарного водорода в результате разрядки ионов водорода на катоде электролизера, а это тоже процесс с затратой энергии. [c.344]

В H l лимитирующей катодный процесс стадией является замедленная рекомбинация ионов водорода, в то время как при введении ингибитора ИКУ-1 происходит инверсия лимитирующих стадий с преобладанием замедленного разряда ионов водорода. На практике это приводит к снижению окклюзии водорода вглубь металла, а следовательно, к подавлению его охрупчивания. [c.287]

Таблица 42.2. Пробег R, мг/см , ионов водорода Н в различных веществах [I]

Скорость коррозии металлов в растворах электролитов в значительной степени зависит от характера раствора и протекает по-разному в кислых, щелочных и нейтральных растворах. Характер раствора молгно определить по активности в нем водородных ионов. Вода только в незначительной степени диссоциирована на ионы водорода Н+ и ноны гидроксила ОН . Произведение активностей ионов водорода и ионов гидроксила для воды и водных растворов есть величина постоянная, равная примерно Ю " при 25° С. Активность ионов Н+ в растворе молгно охарактеризовать водородным показателем pH, представляющим собой логарифм актпвпости ионов Н+, взятый с обратным знаком [c.11]

Концентрационная поляризация, в частности, очень невелика вследствие большой диффузионной поднижности и скорости миграции водородных ионов, перемешивания раствора у катода выделяющимся газообразным водородом и др. Работами А. Н. Фрумкина и его школы доказано, что для большинства металлов общая скорость процесса восстановления водорода определяется скоростью электрохимической реакции разряда ионов водорода, т. е. четвертой стадией процесса, замедленность протекания которой определяется соответствующим значением энергии активации этой реакции. [c.41]

Некоторые исследователи (И. Тафель, Н. И. Кобозев и др.) придерживаются в вопросе водородного перенапряжения иных взглядов. Они считают, что замедленной стадией является не разряд ионов водорода, а процесс молизации.т. е. пятая стадия процесса. Эта теория водородного перенапряжения, получившая название рекомбинационной, достаточно обоснована для некоторых металлов, в отношении которых наблюдается параллелизм между величиной перенапряжения на них вод,орода и каталитической их активностью по отношению реакции рекомбинации водородных атомов. [c.41]

Водородная деполяризация на различных металлах протекает с разной скоростью. В табл. 6 приведены величины перенапряжения водорода на различных катодах. Наименьшее значение перенапряжения водорода наблюдается на палладии н платине, т. с. на их поверхности легче всего происходит разряд попов водорода. На поверхности железа разряд ионов водорода затруднен. Еще труднее он происходит на поверхности ртути и свинца. Чем больше иереиаиряжение водорода на катоде коррозионного э емента, тем меньше величина э. д. с. этого элемента и тем медленнее протекает коррозионный процесс. [c.44]

Таким образом, коррозия с кислородной деполяризацией является термодинамически более возможным процессом, так как равновесный потенциал восстановления кислорода более положителен, чем равновесный потенциал выделения водорода. Общая кривая катодной поляризации (рис. 16) имеет сложный вид и является суммарной из трех кривых, характеризующих поляризацию при ионизации кислорода (/), копцептрацнонную поляризацию (//) и поляризацию при разряде ионов водорода (///). Как это видно из рис. 16, общая катодная кривая слагается из трех участков, характерных. для этих трех процессов. [c.45]

Из всего многообразия факторов, влияющих на электрохимический процесс коррозии, весьма важным является водородный показатель раствора электролита, т. е. характеристика активности в ием водородных ионов. Усиление или ослабление коррозионного процесса часто является функцией от активности ионов водорода в растворе. Уменьшение pH раствора, т. е. увеличение активности ионов Н+-приводит обычно к возрастанию скорости коррозии, так как потенциалы водородного и кислородного электродов делаются более иоложительиымл к катодные процессы водородной и кислородной деполяризации облегчаются. Примером такого влияния pH на скорость коррозии может СЛУЖИТЬ сильное ускорение растворения многих металлов (же- [c.69]

В качестве электрода сравнения принят тан называемый стандартный водородный электрод ( при давлении водорода в 1 атм и активности ионов водорода в растворе, равной 1), Такой антивностьг обладает 1,Э н раствор соляной кислоты. [c.28]

Чем больше ток, тем меньше поверхностная концентрация ионов меди и тем меньше величина (a u +)s> а значит тем больше и соответствуюш,ая поляризация. Когда (a u +)s на поверхности электрода приближается к нулю, концентрационная поляризация стремится к бе,сконечности. Плотность тока, при которой значение (аси +)я близко к нулю, называется предельной плотностью тока. Очевидно, на практике поляризация никогда не может достичь бесконечности, так как при потенциале более высоком, чем соответствующий первой реакции, будет протекать другая электродная реакция. В случае осаждения меди, например, смещение потенциала ведет к разряду ионов водорода 2Н — 2ё, причем газообразный водород выделяется одновременно с осаждением меди. [c.51]

Угол наклона dr /d Ig j кривой, описываемой этим уравнением, невелик для небольших значений /. Наклон увеличивается по мере приближения / к / ор + /V и достигает значения р при / > 3> /г + /кор- Перенапряжение выделения водорода для некорродирующего металла также можно выразить с помощью тафелев-ского уравнения, оно имеет вид il = Р Ig (/ + /V)//o и справедливо для всех значений / (см. рис. 4.5). Значения вычисленные с помощью измеренных значений т], также следуют соотношению Тафеля, но с наклоном обратного знака. Наиболее медленной стадией разряда ионов водорода на платине или палладии, видимо, является рекомбинация адсорбированных атомов водорода. Справедливость этого допущения подтверждается тем, что найденное значение а = 2. Для железа а 0,5 и, соответственно, р = = 0,1. Вероятно, медленная стадия реакции выделения водорода на железе протекает по схеме [c.57]

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) часто является причиной разрушения подземных газопроводов [12—18]. В катодно защищенных трубопроводах КНР начинается на внешней поверхности трубы, чаще всего в местах нарушения покрытий. Вблизи от участка разрушения под нарушенным покрытием обнаруживают раствор карбоната/бикарбоната натрия, а иногда и кристаллы NaH Og. Предполагают, что эта среда наиболее благоприятна для КРН. В большинстве конструкций, где применяется катодная защита стали от общей коррозии, сталь поляризуют до потенциала —0,85 В по отношению к Си/Си504-электроду, что соответствует значению —0,53 В по н. в. э. Катодная защита подземных трубопроводов может приводить к накоплению на поверхности трубы щелочных продуктов, например гидроксида натрия, а также растворов карбоната/бикарбоната натрия [19, 20]. Ионы водорода, катионы Na+ и вода, содержащая растворенный кислород, мигрируют к катодным участкам трубы через поры [c.186]

Растрескивание в политионовых кислотах более всего выражено в области потенциалов 0,04—0,34 В 168]. Эти значения лежат выше потенциалов разряда ионов водорода и, как можно было ожидать, исключают водородное растрескивание. Однако в этом случае интересующие нас потенциалы следовало бы измерять не на поверхности сплава, а в трещинах, где их значения [c.323]

Каждому из металлических включений и термодинамически неоднородных участков соответствуют свои равновесные потенциалы катодных и анодных реакций и своя поляризуемость. Результирующая скорость коррозии поверхности определяется соотношением токов ионизации восстановления на всех микро5 астках поверхности. Если в результате катодной реакции наблюдается процесс восстановления ионов водорода (Н +2еО Н2), то коррозию называют коррозией с водородной деполяризацией, а если молекул кислорода, то называют коррозией с кислородной деполяризагдией (02+2Н20+4е<->40Н ). [c.147]

Установлено, что сульфидное растрескивание связано с проник-вовонием в металл атомарного водорода, образующегося в ходе катодной реакции. Причём сам сероводород непосредственно в реакции не участвует, а лищь каталитически ускоряет разряд ионов водорода. [c.13]

В случае неингибированной среды NA E величины критериев соответствуют расчетным данным теории замедленной рекомбинации, то есть происходит активный разряд ионов водорода на поверхности металла, приводящий к его наводорожива-нию и последующему водородному охрупчиванию. При введении в коррозионную среду соединений КСФ1-КСФ5 значения критериев приближаются к расчетным данным теории замедленного разряда, что свидетельствует о преобладании молекулярного водорода у поверхности металла и его удалении из среды. [c.273]

В качестве молекулярной волновой функции выберем волновую функцию, которая описывает движение одного электрона в общем поле двух атомов а и Ь. В качестве примера можно назвать молекулярный ион водорода Н2+. Такая волновая функция носит название молекулярной орбитали МО. Для одномерной молекулы МО является линейной комбинацией атомных орбиталей (ЛКАО) изолированных атомов [c.78]

В результате шмерений Томсон получил, что для частиц катодных лучей отношение elm примерно в 1000 раз больше подобного отношения для самых легких ионов водорода. На основании этого он сделал вывод о том, что масса этих частиц в 1000 раз меньше маа ы иона водорода. Катодные лучи, утверждает Томсон,— это элементарные частицы, существующие в свободном состоянии отдельно от атомов и несущие отрицательный заряд. В физике произошло важнейшее событие было открыто существование частиц, значительно меньших по массе, чем атомы. Атомы, трактуем1 1е в значении, данном еще древними греками, как неделимые, утратили это свойство. Эксперименты Томсона показали, что электроны входят в состав всех атомов, электричество перестало существовать отдельно от материи. [c.101]

Во-первых, многочисленные химические процессы исследовались в водной среде и представляли по-существу ионные реакции. В то же время поведение вещества в водных растворах коренным образом отличается от его свойств в отсутствие воды. Так, соляная кислота относится к числу сильнейших электролитов растворенный в воде хлористый водород почти полностью диссоциирует на ионы водорода и хлора. Основываясь на этом факте, можно было бы допустить ионный характер межатомной связи в молекуле НС1. Но безводный хлористый водород представляет собой почти неиоиное соединение с эффективными зарядами водорода и хлора -f-0,17 и —0,17 соответственно. [c.96]

Наиболее распространенным типом топливных элементов является элемент с ионообменной мембраной, примером которого является кислородноводородный элемент, изображенный на рис. 19.2. В этом элементе две газовые полости А и В (кислородная и водородная) разделены ионообменной мембраной, которая пропускает ионы водорода Н+, но не пропускает молекулы О2 и гидроксильные группы ОН . Между поверхностью мембраны и пористыми токосъемниками нанесен слой катализатора. Ионообменная мембрана служит квазитвердым электролитом. При кислотной мембране вода образуется на кислородной стороне, откуда она в процессе работы удаляется с помощью специального устройства. Слой катализатора образует собственно пористый электрод, на развитой внутренней поверхности которого и протекает электрохимическая (т. е. токообразующая) реакция [c.594]

Рие. 5.11. Водородная связь в симметричным, так и симметричным, содержит либо одну (KH2F2 и др.), либо две (Н2О, КН2РО4 и др.) потенциальные ямы. Соответственно ион водорода может располагаться как посредине между соседними атомами, так и ближе к одному из соседей. Водородная связь играет особую роль в образовании структуры и происхождении свойств многих водородосодержащих соединений, в том числе биологических соединений. Не будет преувеличением сказать, что специфика биологических соединений в значительной мере связана со спецификой водородной связи. [c.114]

Например, ион натрия Na" и ион хлора С1 притягиваются друг к другу и образуют молекулу Na I. Надо лишь объяснить, почему они, образовав молекулу, продолжают все же взаимодействовать как ионы. Однако с помощью ионной связи не удается объяснить строение всех молекул. Например, нельзя понять, почему два нейтральных атома водорода Н образуют молекулу Hj (из-за их идентичности нельзя считать один ион водорода положительным, а другой - отрицательным Н ). Эта связь может быть объяснена лишь квантово-механическими особенностями взаимодействия. Она называется ковалентной связью. Эта связь позволяет дать полное объяснение ва-ленгнос1и аюмов, совершенно необъяснимой в рамках классической теории взаимодействия зарядов, [to-тому что свойство насыщения совершенно чуждо природе взаимодействия по законам классической физики. [c.298]

Частицы примесей природной воды при столкновении друг с другом или с частицами контактной массы обычно отталкивают- а ся, так как они обладают определенной агрегативной устойчивостью. Агрегативная устойчивость большинства примесей воды (глинистые частицы, гуминовые вещества и т. п.) обусловлена электростатическими силами отталкивания, т. е. наличием электрического заряда, определяемыми присутствием вокруг частиц двойного электрического слоя, состоящего из противоположно заряженных ионов непосредственно на поверхности частиц отрицательно заряженные ионы, а вокруг атмосфера противоионов из ионов водорода, натрия или калия. [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...