1. Поляризация электродов

Поляризация электродов – изменение потенциала электрода при прохождении через него тока, при этом потенциал анода становится более положительным, а потенциал катода – менее положительным

– потенциала электрода

– равновесный потенциал (при отсутствии тока)

– плотность тока

Согласно уравнению Тафеля (a и b– константы, зависящие от материала электрода) зависимость потенциала от логарифма плотности тока является линейной

Изменение потенциалов катода и анода при изменении плотности тока в процессе электролиза	Изменение потенциалов катода и анода при изменении плотности тока в гальваническом элементе

Различают три вида поляризации:

1. концентрационная поляризация обусловлена изменением концентрации ионов в приэлектродном пространстве в результате замедленности транспортных стадий;

2. Химическая поляризация связана с изменением химической природы электрода, например, образование оксидной пленки на аноде в результате выделения кислорода при разряде воды;

3. Электрохимическая поляризация обусловлена изменением потенциала в результате замедленности электрохимической стадии

Если известна природа замедленной стадии, т. е. ясна причина, обусловливающая появление поляризации, то вместо термина «поляризация» употребляют термин перенапряжение

Перенапряжение водорода растет в ряду Pt, Pd, W, Ni, Fe, Ag, Cu, Zn,

Законы Фарадея

устанавливают зависимости между количеством электричества и количеством вещества, испытавшего химическое превращение на электроде

• Масса вещества, испытавшего электрохимическое превращение на электроде, пропорциональна количеству прошедшего через электролит электричества

где m – масса вещества, Q – количество электричества (Кл), I – сила тока (А), t – время (с), K_э – электрохимический эквивалент вещества

• При пропускании одинакового количества электричества через растворы или расплавы различных электролитов массы веществ, прореагировавших на электродах, пропорциональны молярным массам их эквивалентов

Обобщенное уравнение законов Фарадея:

Выход по току B – отношение массы реально выделенного вещества на электроде к теоретической:

Пример. Соединения кадмия (II) являются токсичными веществами. Ионы кадмия (II) (ПДК _Cd²⁺ = 0,1 мг/м³) можно удалить из раствора по реакции восстановления, например, электрическим током:

Рассчитайте теоретическое количество электричества, которое необходимо для восстановления кадмия из раствора объемом с концентрацией 1,12 кг/ м³ .

Решение. Количество электричества определяем из уравнения Фарадея:

Электрохимический эквивалент равен:

,

где M_экв– молярная масса эквивалентов вещества, F – число Фарадея, ; M – молярная масса вещества; Z – число электронов, участвующих в электродной реакции.

Масса полностью восстановленного из раствора металлического кадмия составляет

m

Необходимое количество электричества рассчитаем по уравнению