Образование ионов металла из его атомов, например, в кислом растворе электролита можно представить совокупностью реакций:. IV , присоединяются к ионам водорода. В результате на металле одновременно протекают две реакции — анодная 4. IV и катодная 4. Перенос электронов осуществляется на поверхности металла, а перемещение ионов — в электролите. Явления, которые при этом происходят, изображены на рис. Этот потенциал называют стационарным или смешанным компромиссным потенциалом. Если бы при этом электродные процессы не протекали, то потенциалы электродов сравнялись бы и наступила полная поляризация. Таким образом, если из двух реакций противоположенного направления, одновременно протекающих на металле в отсутствие внешнего тока, одна является реакцией растворения, а другая - реакцией восстановления какого-либо окислительного компонента раствора, например, ионов водорода, то это и есть коррозионный процесс. Под коррозией, таким образом, понимают самопроизвольный процесс, идущий на металле в условиях, когда металл погружен в раствор и ток от внешнего источника через него не проходит. Изучать процессы коррозии можно и при наложении внешнего тока. Для получения информации о скорости коррозии нужно пропускать через металл ток поляризовать его и использовать принцип построения поляризационных кривых. Если электрод подключить к отрицательному полюсу источника тока, то его потенциал сдвигается в отрицательную сторону. Подключение электрода к положительному полюсу дает возможность сдвигать потенциал в положительную сторону. Если фиксировать при этом одновременно значения тока и потенциала, то можно получить катодную и анодную поляризационные кривые. Потенциал коррозии часто называют также стационарным или коррозионным потенциалом. Иногда применяют термин потенциал свободной коррозии. Прямые АК и КЕ выражают зависимость от потенциала истинных скоростей парциальных процессов выделения водорода и растворения металла. При катодной поляризации скорость выделения водорода возрастает, а скорость растворения металла уменьшается. Таким образом, при помощи катодной поляризации можно защитить металл от коррозии. Это явление называется протект-эффектом и используется при защите металлических конструкций. Оно может быть осуществлено или при помощи соединения защищаемого металла с другим металлом, имеющим более отрицательное значение равновесного потенциала, или при помощи внешней катодной поляризации. Предложенное описание коррозионных процессов справедливо лишь в том случае, если поверхность металла равнодоступна как для анодной, так и для катодной реакций. Для металла с идеально однородной поверхностью например, для жидкого металла выполнение такого условия не подлежит сомнению. Для обычных твердых даже очень чистых металлов из-за неизбежной неоднородности их поверхности выполнение указанного условия неочевидно. Это явилось причиной появления на первых этапах развития учения об электрохимической коррозии металлов представлений, получивших название теории микроэлементов. Теория предполагала, что катодное восстановление окислителя например, выделение водорода может происходить только на некоторых участках поверхности корродирующего металла, а растворение металла возможно на других участках, так что существует пространственное разделение катодной и анодной реакций, позволяющее рассматривать коррозионный процесс как функционирование большого числа короткозамкнутых гальванических элементов. Теория микроэлементов, оказав в целом положительное влияние на развитие науки о коррозии, не позволяла проводить количественную оценку процессов общей коррозии. Колотыр-киным было показано, что коррозионное поведение твердых металлов в растворах электролитов можно объяснить, не прибегая к представлениям о локальных элементах. Напротив, следует принять, что поверхность металла равнодоступна и для катодной, и для анодной реакций, составляющих коррозионный процесс. Это, в частности, было экспериментально подтверждено следующим опытом. Анодная поляризационная кривая 3 на этом рисунке при потенциалах вблизи потенциала коррозии отклоняется от тафелевой прямой вследствие снижения анодного тока в результате протекания катодной реакции выделения водорода 2 на рис. Внесение поправки на эту реакцию путем алгебраического суммирования внешнего анодного тока и скорости выделения водорода найденной газометрически и выраженной в единицах плотности тока приводит к получению линейного отрезка поляризационной кривой 4 на рис. Приведенные данные показывают, что кинетика анодного растворения металла остается одной и той же как в присутствии, так и в отсутствие параллельно протекающего процесса выделения водорода. Описанные работы составили основу современной теории растворения металлов. Из них вытекала правомерность приложения к коррозионным процессам, протекающим на твердых металлах, количественных законов электрохимической кинетики. Таким образом, молено считать, что даже на неоднородных металлах катодные и анодные реакции, составляющие в совокупности процесс коррозии, не являются пространственно разделенными; при коррозии имеет место статическое распределение во времени и в пространстве этих двух процессов. В этом случае анализ электрохимических коррозионных процессов состоит в изучении физико-химических закономерностей отдельно катодных и анодных реакций и условий их совместного осуществления. Нефть и газ Сварка Турбины Материалы Приборостроение Электротехника. Образование ионов металла из его атомов, например, в кислом растворе электролита можно представить совокупностью реакций:
Справочник химика 21 Химия и химическая технология Статьи Рисунки Таблицы О сайте Реклама. Так, было предположено, что при увеличении теплоты адсорбции водородных атомов на катодном металле вероятность замедленного разряда падает, а замедленной рекомбинации растет. Это связано с различным влиянием изменения теплоты адсорбции водородных атомов на скорость разряда и на скорость рекомбинации. Как следует из потенциальных кривых рис. Энергия активации процесса рекомбинации, напротив, увеличивается с упрочнением связи между металлом и поверхностными атомами водорода , количественной характеристикой которой является теплота адсорбции. В этом случае параметры поляризационных кривых существенно отличаются от параметров, характерных для обратимых или необратимых электрохимических процессов , не включающих химических стадий. Влияние химических реакций на поляризационные характеристики зависит от их места в общей последовательности реакционных стадий , порядка реакции , величины константы скорости и может быть многоплановым оно сказывается на количестве, форме и высоте волн , числе участвующих в реакции электронов , на диффузионном, кинетическом или каталитическом характере волн , на величинах потенциалов полуволны и их зависимости от условий эксперимента. Сопоставляя экспериментальные поляризационные характеристики с теоретически рассчитанными для различных механизмов процесса , можно сделать важные выводы относительно пути реакции и ее механизма. Эти характеристики методов главным образом зависят от правильности и воспроизводимости определения конца исследуемой реакции и количества электричества. Так как в данном методе используются электрохимические процессы, общими и основными ограничивающими факторами являются величина остаточного тока и ее воспроизводимость. При кулонометрическом титровании важную роль играет чувствительность методов нахождения момента завершения химической реакции, которая становится доминирующим фактором. В этом отношении наиболее эффективны спектрофотометрический, радиометрический и биамперометрический с двумя большими поляризованными электродами методы. Рассмотрены энергетика и кинетика химических реакций , химия растворов , окислительно-восстановительные и электрохимические процессы , коррозия и зашита металлов. Дана общая характеристика химических элементов и их соединений простых, комплексных и органических. С использованием различных современных видоизменений вольтамперометрии в комбинации с исследованиями спектров ЭПР, ЯМ и др. Эти вопросы более подробно освещены во многих работах, например [18, с. Положение металлов в периодической системе. Металлы и сплавы в технике. Основные способы получения металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Методы защиты от коррозии. Электролиз расплавов и водных растворов солей. Процессы, протекающие у катода и анода. Зависимость перенапряжения водорода от плотности тока и материала электрода , 3. Влияние природы и состава раствора на водородное перенапряжение , 4. Влияние температуры и некоторых других факторов на перенапряжение водорода , 5. Возможные стадии процесса катодного выделения водорода , 6. Теория замедленного разряда водородных ионов , 7. Теория замедленной рекомбинации водородных атомов , 8. Теория замедленной электрохимической десорбции , 9. Возможные пути катодного выделения водорода , Критерий справедливости теории водородного перенапряжения , Электрохимическое выделение металлов как особый случай фазовых превращений , 3. Роль стадии разряда в процессах электрохимического выделения металлов , 4. Влияние водорода и пассивационных явлений на процессы катодного выделения металлов , 5. Роль заряда поверхности металла в условиях его катодного осаждения , 6. Другие возможные причины появления металлического перенапряжения Термин пассивность металлов применяется главным образом для характеристики такого состояния металлов, когда они утрачивают способность вступать в некоторые реакции , свойственные им в нормальном состоянии. Такими реакциями являются во-первых, электрохимические процессы перехода металла в ионное состояние и обратно, как в гальванических элементах во время их работы, так и при электролизе во-вторых, к этим реакциям относятся некоторые химические реакции , например растворение металлов б различных жидкостях кислоты, щелочи , а также ржавление железа. Число т выбрано так, что в пределах каждого отрезка параметры, определяющие кинетику электрохимического процесса коррозии металла , одинаковы. Каждому отрезку или элементу соответствуют свои скорость и потенциал коррозии , закон изменения последнего от плотности поляризующего тока поляризационная диаграмма. Не исключено, что ряд каких-то отрезков сети может иметь одинаковые характеристики. Длина отрезков в общем случае предполагается разной. Сеть трубопроводов , образованную подобным образом, по аналогии с гомогенной поверхностью будем называть гомогенизированной. Заметная скорость коррозии в атмосфере может быть связана с электрохимическим процессом , протекание которого возможно в пленке влаги. Установлено, что общий материальный эффект коррозии в атмосферных условиях прямо пропорционален продолжительности пребывания пленки влаги на поверхности металла. Поэтому, исходя из метеорологических характеристик данного района подсчитывая число дней с осадками, туманом, росой, оттепелью , можно ориентировочно рассчитать среднее время коррозии металлов в различных районах страны, а исходя из времени увлажнения в течение года определить скорость коррозии рис. Особое место в структуре производства занимает цех электролиза. Работа этого цеха определяет важнейшие технико-экономические показатели всего производства по выпуску готовых продуктов , так как здесь сосредоточены основные процессы и оборудование. В электролизерах под воздействием постоянного электрического тока происходят электрохимические процессы , приводящие к образованию хлора , водорода и электролитической щелочи. Для питания электролизеров постоянным током цех имеет агрегаты преобразователей переменного тока в постоянный. Преобразователи должны иметь характеристики, допускающие значительные токовые нагрузки на выходе в зависимости от типов электролизеров токовая нагрузка может составлять от 25 до кА и более при выходном напряжении — В. Рассматриваются теоретические проблемы кинетики и динамики окислительно-восстановительных процессов , протекающих в редокситах дается количественное обоснование известным экспериментальным фактам , вскрывается электрохимическая природа редокс -превращений. На основе теоретических разработок излагаются практические рекомендации. Электрохимические методы анализа используют закономерности электрохимических явлений. Такие преимущества этих методов, как быстрота, высокая точность , надежность, экономичность, возможность полной автоматизации процессов отбора проб и проведения анализов в небольшом объеме жидкости, делают незаменимыми электрохимические методы анализа при осуществлении контроля за технологическими процессами водоочистки и наблюдении за состоянием поверхностных источников. Методами электрохимического анализа определяют отдельные элементы , ионы или вещества, некоторые общие характеристики воды, например такие, как удельная электропроводность , pH, ЕЬ, химическое поглощение кислорода ХПК , биохимическое потребление кислорода БПК , жесткость воды и др. Полярография является одним из электрохимических методов анализа. Полярографический метод был предложен в г. Гейровским на основании его наблюдений над явлениями, происходящими на капельном ртутном катоде. Название метода связано с процессами поляризации , возникающими при пропускании электрического тока через растворы электролитов. Явления поляризации имеют большое значение также для электровесового анализа и были подробно описаны в Поляризация каждого из электродов представляет собой изменение гальвани-пвтенциала на границе электрод — раствор по сравнению с его равновесным значением , вызванное прохождением электрического тока. Электрический ток, в свою очередь, связан с протеканием электродного процесса фарадеев-ский ток и с заряжением двойного слоя ток заряжения. Если свойства поверхностного слоя не изменяются во времени, то протекающий через электрод ток определяется только скоростью самого электродного процесса и размерами электрода. Поляризация электрода обусловлена конечной скоростью электрохимического процесса , а потому она является некоторой функцией плотности тока AE AE i. Функциональная зависимость АЕ от i или i от АЕ называется поляризационной характеристикой. Задача электрохимической кинетики заключается в установлении общих закономерностей , которым подчиняются поляризационные характеристики , с целью регулирования скорости электродных процессов. Эта задача чрезвычайно важна, поскольку уменьшение поляризации при заданной плотности тока позволяет существенно повысить КПД использования электрохимических систем. Рассмотрены энер гетика и кинетика химических реакций , химия растворов , окислительно-восстановительные и электрохимические процессы , коррозия и защита металлов. Дается общая характеристика химических элементов и и. Освещается химия конструкционных , ядерных и электротехнических материалов, химия воды и топлива. При постоянных условиях и бесконечно медленном процессе 7 0 состояние электрохимической системы в каждый данный момент времени бесконечно мало отличается от равновесного. Обратимый электрохимический процесс , кроме О, характеризуется тем, что вся совокупность элементов веществ , в нем участвующих, проходит в точности через те же состояния, что и при прямом процессе , но в обратной последовательности. Если это второе условие не удовлетворяется, то имеет место необратимость. Необратимая электрохимическая реакция протекает до полного превращения исходных продуктов в конечные. В этом случае система проходит через последовательность состояний, которые не могут быть описаны с помощью небольшого числа общих для всей системы однородных свойств характеристик. Вольтамперометрии — это совокупность методов анализа , основанных на исследовании вольтам-перных кривых. Вольтамперометрии включает классическую полярографию , инверсионную вольтам-перометрию, вольтамперометрию с быстрой разверткой потенциала , переменнотоковую и импульсную полярографии , вольтамперометрическое титрование и некоторые другие методы. Во всех этих методах исследуют зависимость вольтамперометрических характеристик от электрохимического процесса окисления или восстановления веществ , находящихся в растворе. Электрохимический процесс происходит на погруженном в раствор электроде иод влиянием 1гроте-кающего через него электрического тока. Разумеется, что такая модель должна в реальном или ином масштабе количественно воспроизводить основные электрические характеристики электрохимической системы. Как следует из потенциальных кривых см. В то же время увеличение теплоты адсорбции должно повышать поверхностную концентрацию атомов водорода , а следовательно, увеличивать скорость рекомбинации , т. В результате наложения этих двух противоположных эффектов скорость рекомбинации может уменьшаться или увеличиваться с ростом теплоты адсорбции, но ее ускоряющее влияние должно быть всегда меньше, чем в случае разряда. Хотя опытные данные по теплотам адсорбции водорода на металлах малочисленны и противоречивы, тем не менее они позволяют утверждать, что на ртути, цинке и кадмии. Следовательно, на ртути, например, условия более благоприятны для замедленного протекания разряда, а на никеле — для замедленной рекомбинации. Эти соображения, высказанные Антроповым в г. К первой из них относятся металлы платиновой и железной групп , обладающие высокой адсорбционной способностью по отношению к аедороду. На этих металлах стадия рекомбинации должна играть решающую роль в кинетике катодного выделения водорода. Вторая группа включает ртуть, свинец, кадмий и другие металлы , почти не адсорбирующие водород. Он собран из восьми ячеек, каждая из которых состоит из магнитострикционного пакета и трансформатора упругих колебаний согласующей пластины размером X мм, выполненной из стали Х18Н10Т. Излучатель имеет общий для всех ячеек кожух охлаждения и ввод проводов питания. Технические характеристики излучателя ПМС-П2 приведены в табл. Филиппов КУРС ОБЩЕЙ ХИМИИ В учебнике изложены современные представления о строении атомов и химической связи. Рассмотрены энергетика и кинетика химических реакций , химия растворов , окислительно-восстановительные и электрохимические процессы , коррозия и защита металлов. В специальной части освещаются химия конструкционных и электротехнических материалов, электрохимические процессы в энергетике и электротехнике, химия воды и топлива, химия и охрана окружающей среды , а также радиохимия и ядерная химия.
https://gist.github.com/2f9552fe02cdd68edaf7944e3f9c3a1e
https://gist.github.com/9f186f4a20cdce1b70cfd1d92ea32632
https://gist.github.com/fe50b98771ea684257d8fe14ce8eb96f