49.Химическая и концентрационная поляризация при электролизе. Перенапряжение.

В процессе электролиза всегда возникает некоторая разность потенциалов, направленная противоположно той, которая накладывается извне. Это явление носит название поляризации. Различают химическую и концентрационную.

Химическая обусловлена химическими изменениями на поверхности электрода.

Концентрационная поляризация: концентрация потенциалопределяющих ионов у анода и катода в процессе электролиза будет различаться, у катода она меньше равновесной, у анода – больше. Возникает концентрационный элемент, ЭДС которого направлена навстречу внешней ЭДС, она может быть уменьшена путем перемешивания раствора. Напряжение разложения – наименьшее значение внешней ЭДС, при достижении которого начинается длительный электролиз (с выделением его продуктов). Перенапряжение – это разность между напряжением разложения, фактически необходимым для протекания электролиза в данной электрохимической системе, и ЭДС гальванического элемента, отвечающего этой системе. Вред перенапряжения: добавочный расход электроэнергии, польза: удается получать электролизом водных растворов металлы, потенциалы которых отрицательны.

46. Типы электродов и цепей. Окислительно-восстановительные электроды и цепи.

Электрод – проводник 1 рода, погруженный в раствор электролита в условиях прохождения через него тока. Три типа: электроды первого, второго и третьего рода.

Электроды 1-го рода.

Металлы, погруженные в растворы своих солей.

солей:

Электроды 2-го рода.

Металл погружен в насыщенный раствор своей малорастворимой соли, к которой добавлена другая соль с тем же анионом,но хорошо растворимая.

Пример.

Процессы на электроде:

Электроды 3-го рода (газовые электроды).

Известны водородный, кислородный и хлорный электроды. Потенциал газового электрода зависит как от активности ионов, так и от давления газа.

Кроме электродов существуют цепи (концентрационные и альмагамные).

Концентрационная цепь.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

В сосуд помещены 2 одинаковых электрода и залиты раствором, содержащим ионы металла.

При замыкании цепи получают развитие процессы, приводящие к выравниванию концентрации всех растворов.

ЭДС элемента:

Альмагамные цепи.

Альмагама – сплав металла со ртутью, остающийся жидким при комнатной температуре.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

В сосуд залиты альмагамы с различной концентрацией металла и электролит, содержащий ионы металла.

При работе элемента: окисление в первом отделе, восстновление – во втором.

Процессы продолжаются до выравнивания концентраций электролитов и альмагам.

В принципе любой электрод окислительно-восстановительный, но этот термин применяется только в том случае, если материал электродов не изменяется, а служит лишь источником или приемником электронов.

Эти электроды, таким образом, обеспечивают отвод/подвод электронов.

Имеются таблицы стандартных окислительно-восстановительных потенциалов.