Зависимость катодного перенапряжения от плотности тока

Катодную поляризацию вызывает а) отставание процесса снятия электронов от скорости их поступления на катод (перенапряжение реакции катодной деполяризации) б) замедленная диффузия деполяризатора из глубины раствора к при-электродному слою электролита или замедленный отвод продуктов восстановления деполяризатора. Зависимость потенциала электрода от плотности тока, выраженная графически, называется поляризационной кривой. На рис. 10 кривая А характеризует анодную поляризацию, а кривая Б — катодную поляризацию У и Уц —соответственно начальные потенциалы анода и катода. [c.27]

Перенапряжение водорода на катоде связано с прохождением тока через электрод и зависит от плотности тока. Тафель показал, что эта зависимость при плотностях катодного тока > > 10 2 а/д/2 может быть представлена следующим математическим выражением [c.43]

Как следует из уравнения Тафеля, при коррозионных процессах, протекающих с водородной деполяризацией, изменение потенциала катода от плотности тока имеет логарифмическую зависимость, так как перенапряжение водорода повышается пропорционально логарифму плотности тока. Эта зависимость наблюдается в широком диапазоне плотностей катодного тока, за исключением очень малых плотностей тока. При плотностях катодного тока меньше чем 10 a/м зависимость перенапряжения водорода и смещения потенциала от плотности тока становится линейной [c.43]

При плотностях катодного тока меньше чем 10 а м зависимость перенапряжения ионизации кислорода от плотности тока становится линейной [c.48]

Изменение водородного перенапряжения от плотности катодного тока представляет собой зависимость, аналогичную катодной поляризационной кривой, однако в первом случае начало отсчета по ординате берется от равновесного водородного потенциала в данной среде В полулогарифмических координатах зависимость перенапряжения rj [c.36]

В расплавленных электролитах, как и в водных, анодная и катодная поляризация проявляется при плотностях тока, превышающих ток саморастворения (коррозии) исследуемого металла. Определяя на опыте анодную и катодную поляризацию металла в зависимости от плотности тока, можно по пересечению поляризационных кривых найти ток коррозии. Было показано, что этот метод дает величины коррозии, вполне удовлетворительно согласующиеся с данными других методов (весового, аналитического и стационарных потенциалов) [10, 11, 13, 15—19, 40, 118, 120, 125, 126]. В расплавленных солях при высоких температурах практически полностью исчезают перенапряжения, связанные с затруднениями непосредственно в актах разряда и перезаряда ионов, а также ионизации металлов, и остается лишь диффузионный контроль поляризации. Поэтому вполне удовлетворительные результаты можно получить при снятии одной анодной поляризационной кривой [15]. [c.176]

Рис. 60. Зависимость катодного и анодного перенапряжения никеля от плотности тока при различных температурах в Ш растворе N 304 рН 1,5)

Изучение зависимости анодного и катодного перенапряжения металлов группы железа от плотности тока для различных температур (см.рис. 60—62) показало, что с повышением температуры протекание электродных процессов резко облегчается. В области температур, в которой наблюдается обратимость электродов, перенапряжение металлов группы железа становится близким к перенапряжению таких металлов, как цинк, медь, серебро и др. [c.100]

Кривые изменения потенциала в зависимости от плотности тока использовались в коррозионных исследованиях как средство определения электрохимического поведения многих металлов, анодных и катодных [17]. Изменения анодного потенциала в зависимости от плотности тока характеризуют свойства металлов в отношении образования и разрыва пленки в различных электролитах [15]. Изменения катодного потенциала, как функции плотности тока, обнаруживают присутствие или отсутствие катодных участков на поверхности металлов, которые могут усиливать коррозионный процесс, облегчая разряд ионов водорода. Поляризационные кривые (рис. 7) ясно указывают, что на поверхности сплава РЬ — 5Ь существуют участки низкого перенапряжения водорода (сурьма) [18]. Снижение перенапряжения восстановления водорода в этом особом случае является мерой содержания сурьмы в сплаве. [c.1034]

Изменение перенапряжения от плотности катодного тока будет представлять зависимость, аналогичную катодной поля- [c.107]

Изменение перенапряжения от плотности катодного тока будет представлять зависимость, аналогичную катодной поляризационной кривой (рис 70, Л), однако нулевая величина отклонения потенциала здесь будет соответствовать равновесному потенциалу водорода в данной среде [c.161]

Предложено много теорий перенапряжения водорода, из которых можно было вывести эмпирические зависимости (линейную и логарифмическую) перенапряжения водорода от катодной плотности тока наиболее важными и общепризнанными являются две теории теория замедленного разряда и-теория замедленной рекомбинации. [c.252]

Таким образом, эта теория тоже дает логарифмическую зависимость перенапряжения водорода от катодной плотности тока, но с численным значением коэффициента = 0,029 В вместо даваемого теорией замедленного разряда и наблюдаемого в опытах (см. рис. 175) Ьа = 0,12 В. [c.257]

Активационное перенапряжение. Это перенапряжение вызвано тем, что для протекания реакции на электроде необходима энергия активации, которая меняется по величине в зависимости от рассматриваемой системы. При некоторых реакциях на электроде требуется небольшое количество энергии активации. Это относится к системам, используемым в качестве электродов сравнения (например, Ag(H,o)/Ag, Hg (H,o)/Hg, u(H,o)/ u), для которых важно, чтобы при протекании небольшого тока потенциал электрода оставался почти постоянным. Такие системы называют обратимыми. Идеальный обратимый электрод не должен поляризоваться даже при очень высокой скорости реакции, что невозможно. Электроды сравнения, применяемые на практике, приближаются к идеальным при условии, если ток невысок. Существуют необратимые электроды. Например, Ni в растворе Ni(H o) значительно поляризуется даже тогда, когда анодный и катодный ток незначителен. Отношение между перенапряжением активации и плотностью тока дано по известному уравнению Тафеля [c.24]

Рис. 7. Экспериментально установленные зависимости перенапряжения выделения водорода от плотности катодного тока для различных металлов 1141

Зависимость катодного и анодного перенапряжения от логарифма плотности тока в определенной области является линейной. [c.34]

Что касается резкого изменения катодного потенциала с увеличением pH (участок /), то оно связано главным образом с концентрационными изменениями прикатодного слоя, влияющими на равновесную часть потенциала восстановления. При малой плотности тока (см. рис. 49) на кривой ф — pH в наиболее кислых растворах появляется дополнительный участок, отличающийся небольшим наклоном, близким к изменению равновесного потенциала сурьмы в зависимости от pH (39 мв). По-видимому, в этих условиях на вращающемся катоде еще не происходят концентрационные изменения у поверхности катода. При этом перенапряжение составляет около 100 мв. [c.76]

На рис. 60—62 представлена зависимость катодного и анодного перенапряжения никеля, кобальта и железа от логарифма плотности тока, полученная при разных температурах Из рисунков видно, что при низких температурах в определенном интервале плотностей тока поляризационные кривые для всех трех металлов имеют четко выраженные прямолинейные (тафелевские) участки при высоких температурах тафелевские участки на поляризационных кривых не обнаруживаются. С повышением температуры величина перенапряжения резко падает и наклон кривых уменьшается. Следует отметить, что величина анодного перенапряжения, особенно в случае никеля и кобальта, значительно выше катодного. [c.96]

Сопоставление зависимости анодного и катодного перенапряжения никеля, кобальта и железа от температуры при постоянной плотности тока (рис. 63) показывает, что при низких температурах N1 > Лсо > ПРе- с повышением температуры различия в перенапряжениях постепенно уменьшаются и при температурах выше 100° практически исчезают. [c.99]

Выражение (0) представляет собой уравнение поляризационной кривой при замедленной стадии переноса электрона. Выражение для анодного тока получают, когда r] RT/F (г > 0), а для катодного,— когда I nl >НТ/Е (т)<0). Выражения для а и (к представляют собой частные поляризационные кривые, описывающие истинную скорость анодного или катодного процесса. При достаточно высоких катодных перенапряжениях скорость анодного процесса чрезвычайно мала (но он все-таки протекает) и можно считать, что ((0) /а. При высоких катодных перенапряжениях превалирует катодный процесс и (0) /к. Соотношение между полной поляризационной кривой, отражающей зависимость внешнего тока, протекающего через электрод, от перенапряжения, и частными кривыми приведено на рис. 1.5. Вполне естественно, что аналогичный характер имеют и зависимости плотность [c.18]

Перенапряжение ионизации кислорода, так же как и перенапряжение водорода, при плотностях катодного тока г >. > д/ 2 находится в логарифмической зависимости от плот- [c.47]

Для выяснения характера влияния интенсивности перемешивания электролита на катодный процесс в области потенциалов восстановления водорода необходимо построить зависимости потенциалов ряда металлов в этой области от логарифма плотности поляризующего тока для различных скоростей вращения электрода с учетом величины предельного диффузионного тока в этих условиях, т. е. по сути дела кривые перенапряжения восстановления водорода в этих условиях (ф от Ig Как видно из рис. 14, для каждого металла экспериментальные точки, соответствующие различным скоростям вращения электрода, ложатся на одну прямую, что указывает на независимость перенапряжения восстановления водорода от скорости вращения электрода. Тангенс угла наклона этих прямых практически не зависел от природы металла и равнялся - 0,15, что представляет собой величину, близкую к значению коэффициента Ь в уравнении Тафеля. [c.55]

Равновесный потенциал реакции кислородной деполяризации, как и водородной, зависит от кислотности [см. рис. 9, уравнение (20)]. Перенапряжение реакции разряда молекул кислорода возрастает при увеличении плотности протекающего тока. Уравнение, характеризующее эту зависимость, аналогично уравнению Тафеля. Таким образом, что касается термодинамики и кинетики разряда, то здесь наблюдается наличие общих закономерностей для обеих катодных реакций. [c.47]

Рис. 4.3. Зависимость катодного перенапряжения от плотности тока при различных температурах (КО = 3,0 [AljOj] = 5 % (мае.)).

Магний—довольно электроотрицательный металл (5 g2+/Mg= = —2,1 В) —корродирует в свободном от кислорода нейтральном растворе хлористого натрия с выделением водорода. Железо в таких же условиях остается нетронутым. В то же время при многих коррозионных процессах в растворах, содержащих кислород, реакции с выделением водорода и восстановлением кислорода протекают одновременно. Относительную роль кислорода, гидратированного протона и молекулы воды в процессе коррозии установить сложно, поскольку она зависит от таких факторов, как природа металла, раствора, значения pH, концентрации растворенного кислорода, температуры, возможности образования комплексов и др. Скорость реакции с восстановлением водорода обычно контролируется активацией и в существенной степени зависит от природы электрода, хотя pH раствора, температура и пр. также оказывают определенное влияние. Поэтому в данном случае зависимость между перенапряжением и плотностью тока отвечает уравнению Тафеля (1.19), причем на значениях а и Ь сказываются природа металла и состав раствора. При высоких плотностях тока перенос зарядов становится существенным и линейное соотношение между Т1 и logi нарушается. При восстановлении кислорода контроль активацией существен при низких плотностях тока, но при повышении плотности тока большее значение приобретает диффузия, и скорость коррозии тогда соответствует предельной плотности тока. Отметим, что в отличие от перенапряжения активации перенапряжение концентрации не зависит от природы электрода, хотя пленки и продукты коррозии, которые задерживают передачу электронов на катодных участках, будут заметно влиять на ее скорость. [c.29]

Если коррозия протекает при полном погружении металла в спокойный электролит, то катодный процесс контролируется диффузией кислорода к катоду. Процесс контролируется собственно катодной реакцией (реакциями перенапряжения ионизации кислорода), если коррозия металла протекает при интенсивной аэрации электролита или при наличии тонкой пленки влаги на корродирующей поверхности. На рис. 12 приведена общая катодная кривая зависимости потенциала электрода от плотности тока при кислородной деполяризации PFSQG, где — равновесный потенциал кислородного электрода и — потенциал водородного электрода в данной среде ВС — кривая перенапряжения ионизации кислорода Уц М — кривая катодного выделения водорода т)о —перенапряжение ионизации кислорода при плотности тока — [c.30]

Из уравнения видно, что зависимость потенциала электрода от плотности тока такая же, как для перенапряжения. Однако при изменении концентрации электролита поляризационные кривые будут смещаться. Смещение при постоянной плотности тока и изменении концентрации любого компонента раствора, влияющего на равновесный потенциал, будет эквивалентно изменению равновесного потенциала в зависимости от концентрации компонента. Кроме того, при изменении концентрации частиц, для которых диффузия замедлена, происходит пропорциональное изменение предельной плотности тока. Например, на рис. 1.3 приведены поляризационные кривые выделения металла при различной концентрации его ионов в растворе. Повышение концентрации ионов металла в электролите вызывает сдвиг равновесного потенциала и возрастание предельного тока. Если после достижения предельного тока продолжать увеличивать ток, то потенциал электрода сместится до такого отрицательного значения, при котором начинает протекать другая электродная реакция. В большинстве случаев — это интенсивное выделение водорода. При выделении водорода происходит подщелачивание при-электродного слоя, в результате которого, если в приэлектродном слое будет превышено pH гидратообразования, на поверхности электрода осаждается гидроксид металла, который включается в металлический осадок. При сильном подщелачи-вании может произойти экранировка поверхности гидроксидом и ток будет падать, на катодной поляризационной кривой вместо плато предельного тока появляется пик. Осаждение металла в области предельного тока обычно протекает с образованием рыхлых губчатых или дендритообразных осадков. [c.16]

Рис. 61. Зависимость [катодного и анодного перенапряжения кобальта от плотности тока при различных температурах в ИiV [[растворе Со804 (pH 1,5)] "

Рис. 62. Зависимость катодного и анодного перенапряжения железа от плотности тока при различных температурах в растворе Ре804 (pH 1,5)

Зависимость перенапряжения диффузии при замедленной доставке частиц к поверхности электрода от плотности тока, логарифма плотности анодного тока и абсолютной величины катодного тока приведена на рис. 1.2. Характер зависимостей, изображенных на рис. 1.2, обычно наблюдается при осаждении металлов из малоконцентрированных растворов в отсутствие перемешивания. Очевидно, что при замедленном отводе ионов от поверхности электрода, когда наблюдается предельный анодный ток, картина будет обратной. Из приведенных уравнений, кроме того, следует, что как для катодного, так н для анодного процессов должна наблюдаться линейная зависимость между перенапряжением и Ig (1 —i/inp) с наклоном, равным 2,3 RT / (nf). В полулогарифмических координатах г — igi линейная зависимость соблюдается с таким же наклоном только для анодного процесса при //г р> 1 (см. рис. 1.2, б). [c.15]

Систематических исследований процесса перенапряжения ионизации кислорода на титане пока нет. Лишь в работе Хак-кермана и Холла получена полная катодная поляризационная кривая для титана в области кислородной и водородной деполяризаций. На этой кривой (фиг. 50) можно видеть два участка логарифмической зависимости, соответствующие областям водородного и кислородного перенапряжений. В последнем случае логарифмическая зависимость потенциала от плотности тока искажается при поляризации током малой плотности (менее Ю" а см). Перенапряжение иоиизации кислорода на титане, как и перенапряжение водорода, довольно велико. Сравнивая результаты работы [122] с данными о перенапряжении кислорода для различных металлов, полученными Н. Д. Томашовым [128], с учетом различий pH растворов, использовавшихся в этих работах, можно сказать, что 90 [c.90]

На рис. 4 и 5 представлены зависимости Аф = фст — Фк от 1 н,Ое и от pH, позволяющие до некоторой степени оценить влияние этих факторов на перенапряжение катодного процесса (при постоянной плотности тока). С увеличением pH и ЯнгОг перенапряжение катодного процесса уменьшается. Коэффициенты [c.95]

В выводах кратко обсуждают результаты опытов, приводят полученные для обоих металлов эмпирические формулы зависимости перенапряжения водорода от катодной плотности тока и сопоставл 1Ют эти данные с литературными. [c.87]

Влияние ориентации кристалла на величину перенапряжения при осаждении и растворении свинца и олова было детально изучено Пионтелли с сотр. [7]. Осаждение и растворение свинца проводилось в различных тщательно очищенных растворах на гранях (111), (110) и (100) [8]. Осциллографическая запись зависимости потенциала электрода от времени при постоянной плотности тока показала, что потенциал нестабилен во времени, поэтому для построения кривых т]—i использовались установившиеся значения потенциала при каждой плотности тока. Из рис. 39 видно, что при осаждении и растворении свинца из сульфаматных растворов величина перенапряжения на гранях (110) и (100) одинакова, а на грани (111) несколько выше. Эта разница для катодного процесса составляет всего 0,5 мв, для анодного — еще меньше. При этом абсолютное значение перенапряжения при осаждении и растворении свинца при плотности тока 10 ма/см не превышает 3 мв. [c.61]

И 100° С. При этом было показано, что повышение температуры затрудняет возникновение пассивного состояния для всех сплавов. Потенциостатические кривые зависимости плотности тока от потенциала показали, что с повышением температуры облегчается как катодный, так и анодный процесс, что выражается в снин<ении перенапряжения выделения водорода, увеличении критической плотности тока пассивироваиия, а также увеличении плотности тока растворения пассивного металла. [c.49]

Установлено также, что вследствие незначительного перенапряжения водорода на никеле значение потенциала выделения никеля на катоде находится в тесной зависимости от концентрации — ионов Н в растворе. С уменьшением pH раствора потенциал выделения никеля становится более электроотрицательным, и выделение водорода облегчается. В сильно кислой среде выход по току никеля может дойти до нуля на катоде возможен лишь разряд ионов Н. Кроме того, в электролитах, близких по кислотности к нейтральным, малейшее изменение значения pH значительно сказывается на выходе по току и на свойствах никелевого покрытия. При неизменном значении pH раствора выход по току растет с повышением катодной плотности тока до определенного предела. Выше некоторого значения Ок наступает сильное обеднение катодного слоя электролита ионами никеля и потому на катоде начинает интенсивно выделяться водород. Покрытие становится темным и рыхлым, так как резкое уменьшение содержания ионов водорода в катодном слое электролита приводит к тому, что последний становится сильно щелочным, и на катоде совместно с никелем осаждается №(ОН)г. Предотвратить защелачивание катодного слоя электролита возможно лишь интенсивным перемешиванием электролита. Следовательно, при никелировании каждому значению pH раствора должно соответствовать определенное значение катодной плотности тока, и наоборот. Таким образом, на структуру и на механические свойства никелевого покрытия, а также на катодный выход по току главное влияние оказывает кислотность электролита, катодная плотность тока, температура и условия перемешивания раствора. Все перечисленные факторы взаимно связаны. Так, повышение плотности тока при отсутствии перемешивания раствора неизбежно сопряжено с необходимостью понизить значение pH электролита, чтобы покрытие удовлетворяло предъявляемым ему требованиям. [c.276]

Так как перенапряжение водорода на никеле мало, то выход никеля по току находится в тесной зависимости от концентрации ионов Н+ в растворе. С понижением pH раствора потенциал выделения никеля становится электроотрицательнее, и выделение водорода облегчается. В сильно кислой среде выход никеля по току может дойти до нуля и на катоде возможен лишь разряд ионов Н+. При постоянном значении pH раствора выход металла по току растет с повышением катодной плотности тока до определенного предела, выше которого происходит интенсивное выделение водорода. Покрытие становится темным и рыхлым, так как резкое уменьшение концентрации Н+ в прикатод-ном слое электролита приводит к защелачиванию последнего и осаждению вместе с никелем гидратных соединений типа К1(0Н)2. Предотвратить защелачивание прикатодного слоя возможно лишь интенсивным перемешиванием электролита. [c.196]

Кроме того, в этих условиях образуются соединения СаСОз и МдСОз. В зависимости от pH среды, величина которого определяется плотностью поляризующего тока или катодным сдвигом потенциала, на поверхности металла образуется гидроксидно-карбонатный осадок, именуемый катодным. Следствием является повышение перенапряжения электродных реакций. При этом (рис. 12) [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...