Гальванические элементы и электродные потенциалы

Таким образом, реакции в гальваническом элементе аналогичны протеканию электрохимических процессов коррозии, которые основываются в основном ва изучении общих законов механизма работы коррозионных гальванических элементов, изучении электродных потенциалов и кинетики электродных реакций. [c.27]

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться 1) с равновесным потенциалом и потенциалом разряда ионов металла 2) с факторами, влияющими на потенциал разряда ионов металла 3) с поляризацией электродов и причинами ее возникновения при электролизе 4) с измерением э. д. с. гальванических элементов и вычислением электродного потенциала 5) с поляризацией электродов при электроосаждении меди в сернокислых и пирофосфатных электролитах для меднения. [c.137]

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться 1) е поляризацией электродов при электролизе 2) с компенсационным методом измерения э. д. с. гальванических элементов и вычислением электродных потенциалов 3) с током пассивации и анодной пассивностью при электролизе 4) с механизмом анод-142 [c.142]

Перед проведением работы необходимо ознакомиться 1) с катодной поляризацией при электролизе 2) с катодной поляризацией при электролитическом осаждении металлов в растворах их простых и комплексных солей 3) с компенсационным методом измерения э. д. с. гальванических элементов и вычислением электродных потенциалов 4) с зависимостью качества металлических покрытий от величины катодной поляризации 5) с факторами, оказывающими влияние на катодную поляризацию при электроосаждении металлов. [c.152]

Электрохимической коррозии подвергаются различные металлические детали кузова, рамы, подвески. Отдельные участки поверхностей указанных деталей почти всегда содержат загрязнения различными примесями, обладающими иными потенциалами, чем основной металл. По этой причине под действием электролита на металл деталей образуются микрогальванические элементы (пары). Возникновение микроэлементов может быть не только по причине загрязнения примесями, но и наличия деформированных и наиболее напряженных участков металла, электродный потенциал которых отличается от потенциала нормальных зерен металла. Зерна металла являются анодами, а различные загрязнения и примеси или химически и физически неоднородные участки металла детали катодами. Как и в обычных гальванических элементах, анод растворяется, а на катоде протекают процессы, сохраняющие его целостность. Микрогальванические элементы отличаются от обычных в основном малой величиной площадей анода и катода и тем, что электрический контакт между электродами осуществляется непосредственно через металл. Благодаря действию множества микро-гальванических элементов и происходит электрохимическая коррозия, вызывающая разрушение металлических поверхностей деталей и узлов машин. [c.138]

Рис. 66. Схема поляризации коррозионного гальванического элемента. Отставание электродного процесса от процесса отвода электронов от анода (Л) или от процесса притекания электронов к катоду К) вызывает смещение потенциалов анода в положительную и потенциала катода в отрицательную сторону

Как известно из физической химии, скачок потенциала между двумя фазами не может быть измерен, но можно измерить компенсационным методом электродвижущую силу элемента, составленного из исследуемого электрода (например, металла в электролите) и электрода, потенциал которого условно принят за нуль. Таким электродом служит стандартный водородный электрод, а электродвижущую силу гальванического элемента, составленного из стандартного водородного электрода и из исследуемого электрода, принято называть электродным потенциалом, в частности электродным потенциалом металла. [c.150]

Знаки электродных потенциалов во всех случаях приведены только для реакций восстановления. Для обозначения потенциала и электродвижущей силы гальванического элемента используется буква Е. [c.14]

Два металла, находящиеся в контакте друг с другом и имеющие разные электродные потенциалы, образуют в электролите макро-гальванический элемент, работа которого влияет на скорость коррозии каждого из них. Металл с более отрицательным электродным потенциалом (менее благородный) в данном электролите будет анодом, а с более положительным потенциалом (более благородный) -катодом гальванического макроэлемента. В результате работы такой пары растворение металла анода, как правило, увеличивается, а катода - замедляется или иногда полностью прекращается,. [c.39]

Путем сравнения электродных потенциалов любого гальванического элемента с потенциалами водородного и кислородного электродов делается вывод о характере поведения электродов в воде. Например, если потенциал одного из электродов поло-жительнее потенциала кислородного электрода, то данный гальванический элемент способен разложить воду с выделением кислорода. Если потенциал одного из электродов отрицательнее потенциала водородного электрода, то данный гальванический элемент способен разложить воду с выделением водорода. Если потенциал одного из электродов отрицательнее потенциала кислородного электрода, то данный гальванический элемент способен к восстановлению растворенного в воде кислорода. [c.294]

Электрохимическая коррозия — наиболее распространенный вид коррозии металлов. При электрическом контакте двух металлов, обладающих разными электродными (электрохимическими) потенциалами и находящихся в электролите, образуется гальванический элемент. Поведение металлов зависит от значения их электродного потенциала. Металл, имеющий более отрицательный электродный потенциал (анод), отдает положительно заряженные ионы в раствор и растворяется (рис. 10.1). [c.489]

Для возможности действия коррозионных гальванических элементов необходимо наличие на поверхности металла анодных и катодных участков, отличающихся величиной электродных потенциалов. Эта разница потенциалов может возникнуть в пределах одного объема металла, находящегося в электролите, в связи с неоднородностью металла, например разницей в напряженном, химическом или в структурном состояниях различных участков его поверхности. При этом для течения коррозионного процесса принципиально безразлично, будет ли качество металла отличаться в микроскопических или макроскопических масштабах. [c.7]

Термический цикл сварки, оказывая теплофизическое воздействие на металл, формирует его физико-механическое состояние, определяет неоднородность металла в зонах сварного соединения различие структуры, химического состава, напряженного состояния. Повышенная неоднородность сварных соединений при одновременном воздействии коррозионной среды, а также остаточных и эксплуатационных напряжений служит причиной зарождения очагов коррозионно-механического разрушения. Физико-механическое состояние определяет различие в коррозионном и электрохимическом поведении зон сварного соединения, которое может быть оценено значениями электродных потенциалов локально в каждой зоне. Проведенные исследования позволили установить, что в большинстве случаев шов является более отрицательным (менее благородным), чем основной металл, а это значит, что в трубопроводе в образовавшемся коррозионном гальваническом элементе шов — основной металл именно шов будет подвергаться анодному растворению. Так происходит, например, у сварных соединений, выполненных электродами с фтористокальциевым покрытием. Однако, как показали эксперименты, при некоторых условиях возможно изменение значения неоднородности, а также изменение полярности зон сварного соединения. [c.31]

При механическом креплении деталей из ПКМ одним из свойств, влияющих на выбор материала для крепежного элемента, является его гальваническая совместимость с соединяемым материалом [35, 43, 44]. Арамидные пластики и стеклопластики могут быть соединены крепежными элементами почти из любого материала, не опасаясь гальванической коррозии последних. Практика и исследования механического крепления углепластиков показали, что крепежные элементы из типовых алюминиевых сплавов и сталей в узлах из этих ПКМ быстро корродируют. Основной двигающей силой гальванической коррозии является различие электродных потенциалов между углепластиком и металлами (рис. 5.27). Вместе с тем измерение электродного потенциала может только указать на термодинамические основания для коррозии. Они не дают информации о скорости коррозии. Для определения практически значимых данных о коррозии необходимо интересующие пары материалов выдержать в заданных условиях окружающей среды [45]. В работе [35] приведены данные (табл. 5.8), опубликованные Ассоциацией аэрокосмической промышленности США, о результатах испытания гальванической совместимости различных металлов с углепластиком. [c.158]

Электрохимическая защита подземных трубопроводов может быть осуществлена в двух вариантах применением внешних источников постоянного тока (установки катодной защиты с выпрямителями, генераторами постоянного тока, химическими элементами МОЭ-1000 и т. п.) и внутренних источников — протекторов. При присоединении к трубопроводу протектора, изготовленного из металла с более отрицательным электродным потенциалом по отношению к стали, образуется гальванический элемент. [c.166]

Известно, что максимальному значению э. д. с. гальванического элемента соответствует отсутствие тока в цени — тогда э. д. с. измеряет максимальную работу окислительно-восстановительного процесса, который может протекать в элементе. Появление тока при замыкании электродов элемента на конечное сопротивление создает возможность для протекания электродных реакций и одновременно приводит к сдвигу потенциала анода (минус) в более положительную сторону, а катода (плюс) в более отрицательную, что уменьшает разность потенциалов. Как видно из рис. У,1, максимальное значение тока (скорости процесса) достигается при исчезновении раз-ности потенциалов между анодом и катодом. Из этого следует, что разность потенциалов между отдельными участками поверхности вообще не нужна для протекания окисления металла и восстановления окислителя. Наоборот, чем большая эффективная разность [c.189]

Чтобы изучить теорию процессов электрохимической коррозии, нужно знать главным образом общие законы и механизм работы коррозионных гальванических элементов, в частности, электродные потенциалы и кинетику (или поляризуемость) катодных и анодных реакций. [c.50]

Только золото и платина устойчивы в обычных атмосферных условиях к коррозии. Приведенные в табл. 12 и 13 данные представляют собой относительные значения нормальных электродных потенциалов, т. е. разность потенциалов между исследуемым электродом и стандартным электродом сравнения (за нуль принят электродный потенциал нормального водородного электрода). Если же стандартный электрод заменим вторым металлом, опустим их в раствор электролита и замкнем цепь, то получим гальванический элемент, электродвижущая сила [c.121]

При борировании в жидких средах без электролиза в качестве основы расплава также часто используют буру. К ней добавляют небольшие количества веществ, способных служить восстановителями и образовывать вследствие разности электродных потенциалов с насыщаемым металлом гальванический элемент металл— электролит—восстановитель. [c.182]

Коррозия металлов и сплавов в электролите протекает по тому же принципу, по какому работает гальванический элемент. Это объясняется тем, что металлы и сплавы неоднородны по химическому составу и представляют собой совокупность различных составляющих (фаз) твердого раствора, эвтектики, химических соединений. Различные структурные составляющие обладают разным электродным потенциалом. При погружении сплава в электролит одни участки сплава, обладающие низким потенциалом, явятся анодами и будут разрушаться, а другие участки, с высоким потенциалом — будут катодами и сохранятся неизменными. [c.196]

Величины электродных потенциалов значительно изменяются при замыкании внешней цепи гальванического элемента или при пропускании тока извне через электролит. Объясняется это прежде всего тем, что концентрация ионов водорода или металла около электродов при прохождении тока отличается от концентрации их во всем электролите. Катионы разряжаются и выделяются на катоде, следовательно, концентрация их у катода понижается, и стремление ионов к выделению уменьшается, поэтому электродный потенциал катода становится более электроотрицательным. На аноде происходит растворение металла с образованием его ионов и накопление кислотных остатков и продуктов их разложения, в результате чего концентрация ионов у анода повышается и стремление металла перейти в раствор уменьшается, а электродный потенциал анода соответственно становится менее электроотрицательным. [c.12]

Экспериментально невозможно измерить единичный электродный потенциал. Непосредственному измерению доступна только э. д. с. гальванического элемента, т. е. разность потенциалов между двумя электродами. Для определения величин относительных электродных потенциалов измеряют э. д. с. гальванических элементов, составленных из интересующего нас электрода и какого-нибудь другого электрода, потенциал которого условно приравнивают нулю. [c.62]

В настоящем справочнике нашла свое отражение конвенция ИЮПЛК (или Стокгольмская конвенция) об ЭДС и электродных потенциалах в обратимых гальванических элементах. Ниже приводятся основные положения конвенции [4]. [c.289]

Гальванический элемент принято (Международной конвенцией в Стокгольме в 1953 г.) записывать так, чтобы электрод сравнения всегда был слева, а за э. д. с. ячейки Е принимать разность потенциалов правого и левого электродов, т. е. = — Vn- Если левым электродом служит стандартный водородный электрод, (pH, = 1 атм, ан+ = 1), то э. д. с. элемента равналю величине и по знаку электродному потенциалу правого (исследуемого) электрода по водородной шкале, т. е. [c.150]

При замыкании в электролите двух обратимых электродов с разными потенциалами [(Уа)обр и (VJoepl происходит перетекание электронов от более отрицательного электрода (анода) к менее отрицательному (или более положительному) электроду (катоду). Это перетекание электронов выравнивает значения потенциалов замкнутых электродов. Если бы при этом электродные процессы (анодный на аноде и катодный на катоде) не протекали, потенциалы электродов сравнялись бы и наступила бы полная поляризация. В действительности анодный и катодный электродные процессы продолжаются, препятствуя наступлению полной поляризации вследствие перетекания электронов с анода к катоду, т. е. действуют деполяризующие. Отсюда, в частности, происходит и название ионов и молекул раствора, обеспечивающих протекание катодного npow a — деполяризаторы. Однако из-за отставания электродных процессов от перетока электронов в гальваническом элементе (см. с. 192) потенциалы электродов изменяются (сближаются) и короткозамкнутая система, в конечном итоге, полностью заполяризовывается (см. с. 271, 282 и 287). [c.191]

Два металла, находящиеся в контакте друг с другом и имеющие разные электродные потенциалы, образуют в электролите гальванический элемент, работа которого влияет на скорость коррозии каждого из этих металлов коррозия более электроотрицатель- [c.357]

В 1953 г. Международным союзом по чистой и прикладной химии (ШРАС) было принято, что потенциалом электрода считается его потенциал при условии, что электродная реакция протекает в сторону восстановления, о согласуется с физической концепцией, где потенциал определяется как работа, необходимая для перенесения единичного положительного заряда в точку, потенциал которой определяют. Это определение имеет еще и то преимущество, что соответствует знаку полярности вольтметра или потенциометра, к которым может быть присоединен электрод. Таким образом, цинк имеет отрицательный потенциал восстановления и является отрицательным полюсом гальванического элемента, где в качестве второго электрода использован стандартный водородный электрод. [c.35]

Разность- электрических потенциалов между электродами измеряемая, например, вольтметром, называется напряжением на клеммах. Напряжение на клеммах, измд>ен-ное, когда гальванический элемент не производит тока, называется мектродвшкущей силой, или э.д.с. Электродвижущая сила является мерой движущей силы химической реакции, протекающей в элементе. Электродвижущую силу (Л ) можно рассчитать, зная равновесные электродные потенциалы , и , электродов, составляющих элемент [c.12]

Поляризация при увеличении силы тока в гальваническом элементе снижает напряжение на его клеммах. Напротив, при пропускании тока через электролизер требуется приложить большее напряжение. В случае, когда поляризацию можно отнести к опредеяеииой электродной реакции, ее можно называть перенапряжением. Перенапряжение — это разность между потенциалом электрода, через который пропускается ток, и равновесным потенциалом исследуемой электродной реакции. Водородное перенапряжение, например, имеет место при электролитическом выделении водорода по реакции [c.17]

Наряду с электрохимической катодной защитой применяется так называемая протекторная защита. В этом случае защищаемый объект соединяется яроводником 1-го рода с металлом, погруженным в тот же электролит и имеюивш более отрицательный электродный потенциал. При этом возникает гальванический элемент, в котором защищаемый металл является катодом, а протектор (металл с более отрицательным потенциалом) - работает анодом и активно растворяется. Электрохимическая протекторная защита с успехом используется для предотвращения коррозии корпусов морских судов, а также подводных портовых сооружений, [c.116]

Основной причиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металла в данном электролите, величина которой определяется величиной стандартного электродного потенциала. Как правило, чем более отрицательное значение потенциала, тем менее термодинамически устойчив данный металл. Поскольку экспериментально и теоретически до сих пор не удается установить абсолютные значения потенциалов, то их определяют по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого условно принимается равным нулю во всех средах и при всех температурах. Электродвижущую силу гальванического элемента, состоящего из стандартного водородного электрода и исследуемого электрода в растворе электролита, называют электродным потенциалом. Помимо водородного электрода, в качестве электродов сравнения могут быть использованы другие электроды, на поверхности которых в растворе протекают обратимые электрохимические реакции с постоянным значением электродного потенциала по отношению к водородному электроду (кислородный, каломельный, хлоросеребряный, медно-сульфатный и др.). [c.15]

Легко видеть, что перечисленные причины энергетической неравноценности атомов на поверхности металла не имеют связи с теорией местных элементов, ибо ее основой служит представление о существовании разности электродных потенциалов между участками поверхности. Но ни соседство двух разных по природе атомов в твердом растворе, ни различное расположение их на поверхности кристаллического рельефа, ни флуктуация энергии вследствие теплового движения не могут привести к разности электродных потенциалов. Само понятие электрод неприменимо к отдельным атомам, и два атома не могут образовать гальванический элемент, т. е. макроскопическую систему. [c.191]

По механизму процесса коррозия разделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия заключается в самопроизвольном разрушении металлов вследствие химического взаимодействия с сухими газами или жидкими неэлектролитами нефтью, беизином, керо сином, жидким бромом и др. При химическом взаимодей ствии металла образуются соединения РеО, РеЗ и др Самым распространенным видом химической кoppoзи является газовая коррозия, т. е. коррозия металлов в га зах при высокой температуре. Этому виду коррозии под вергаются детали машин и конструкций, работающие пр1 повышенных температурах (двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины и др.). Электрохимическая коррозия заключается в разрушении металлов жидкими электролитами. Распространенным видом электрохимической коррозии является ржавление деталей и конструкции во влажном воздухе, трубопроводов в земле и т. п. Электрохимическая коррозия определяется теми же процессами, что и работа гальванических элементов. При погружении металла в электролит положительно заряженные ионы металла будут переходить в раствор. В результате металл, потеряв часть положительных зарядов, становится заряженным отрицательно, а электролит— положительно и на границе металл — электролит возникает скачок потенциала. Непосредственно этот скачок потенциала не может быть измерен, но можно определить электродвижущую силу между отрицательно заряженным металлом (один электрод) и стандартным водородным электродом, потенциал которого условно принимается за нуль. Эту э. д. с. принято называть электродным потенциалом металла. Водородный электрод представляет собой пластинку платины, погруженную в раствор с заданной концентрацией ионов водорода при определенном давлении газообразного водорода. Металлы могут иметь электродный потенциал как более высокий, так и более низкий, чем у водородного электрода [c.151]

При погружении в электролит двух разнородных металлов, обладающих различными электродными потенциалами, в электролит будут переходить ионы металла г более низким электродным потенциалом. Если оба металла привести в контакт (при помощи проводника, например), то возникнет гальванический элемент, в котором избыточные электроны от металла с более низким электродным потенциалом (анода) будут перемещаться к металлу с более высоким электродным потенциалом (катоду). Цепь замкнется через электролит, где заряды будут передаваться ионами электролита. Таким образом, электрическое равновесие на аноде будет непрерывно нарушаться, и анод будет разрушаться, т. е. корродировать. Второй электрод (катод) разрушению не подвергается. На корродирующей поверхности металла имеются различные по своим свойствам участки, которые при соприкосновении с электролитохм выполняют роли анодов или катодов. Большей частью поверхность металла представляет собой многоэлектродный гальванический элемент, В зависимости от размеров анодных или катодных участков они образуют макрогальванические или микрогальва-нические элементы. Причины образования электрохимической неоднородности могут быть самые различные макро- и микровключения в сплаве, наличие границ зерен поры в окисной пленке, неравномерная деформация и др. По условиям протекания коррозия разделяется на следующие виды 1) газовая коррозия 2) коррозия в неэлектролитах (например, стали в бензине) 3) атмосферная коррозия 4) коррозия в электролитах (подразделяется в зависимости от характера коррозионной среды на кислотную, щелочную, солевую и т. п.) 5) грунтовая коррозия (например, ржавление трубопроводов) 6) структурная коррозия, обусловливается различными включениями в металле 7) электрокоррозия (возникает под действием блуждающих токов) 8) контактная коррозия, возникает при контакте в электролите металлов с разными электродными потенциалами 9) щелевая коррозия (возникает в узких щелях, например в резьбовых соединениях) [c.152]

В технических металлах и сплавах, являющихся телами поликристаллическими, микроструктура состоит из зерен одной или нескольких фаз, неметаллических включений и т. п. Эти различные структурные составляющие, имеющие разные физико-химические свойства, при контакте с электролитом приобретают неодинаковые по величине и знаку электродные потенциалы и одни из них станут анодами, а другие — катодами. Таким образом, технические металлы и сплавы при воздействии на них электролитов можно рассматривать как многоэлектродные элементы, состоящие из огромного числа микроскопически малых коррозионных гальванических пар — микрогальванопар. Чем сильнее отличаются электродные потенциалы фаз, находящихся в сплаве, тем быстрее происходит его коррозионное разрушение. Отсюда следует, что высокую коррозионную устой- [c.243]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...