Плотность тока как найти для электролиза

чем больше размер площади электродов,тем на большей площади будет происходить реакция восстановления или окисления

Логично.

если мы имеем анод и катод площадью к примеру 5 см2 и плотность тока 2 А, то за одну и ту же еденицу времени,в первом случае, больше вещества будет восстанавливаться или окисляться, чем предположим при аноде и катоде площадью 1 см2 и плотностью тока в 2 Ампера,правильно ли я думаю?

Плотность тока — в А/м². если вы имеете в виду именно плотность тока (предположим, что в А/см²), а не силу, то в первом случае величина пропускаемого тока составляет: 2 • 5 = 10 А, а во втором: 2 • 1 = 2 А. Количество восстанавливающегося (окисляющегося) на электродах вещества пропорционально силе тока, то есть в первом случае — да, восстановится (окислится) большее количество вещества.

Есть ли какая то формула соотношения площади электрода к выделяемой массе вещества за еденицу времени?

Преобразуйте закон Фарадея: m = I • M • t • Вт / (z • F) = i • S • M • t • Вт / (z • F) → …

На что влияет плотность тока?

На величину выхода по току, на структуру восстанавливаемого металла, на электродный процесс в целом (например, при плотностях тока менее 1000 А/м² из растворов хромовой кислоты будет восстанавливаться только водород, а восстановления хрома не будет).

Изменено 26 Сентября, 2010 в 09:16 пользователем sharpneedles

1. Законы
   Фарадея.

Законы
электролиза были установлены выдающимся
английским физиком М. Фарадеем в 30-х г.
XIX
В.

Первый
закон электролиза:
масса вещества, прореагировавшего на
электродах (выделившегося или
разложившегося), прямо пропорциональна
количеству электричества, прошедшего
через раствор (или расплав) электролита.

Математическое
выражение закона

m
= k_ЭQ
= kIt
или V
= k_ЭQ
= kIt,

где
k_Э
–
коэффициент пропорциональности или
электрохимический эквивалент;

Q
–
количество электричества, прошедшего
через электролит, Кл;

m
(V)
– массы и объёмы веществ, претерпевших
превращения, г (л);

I
– сила тока, А;

t
– время прохождения тока, с.

Второй
закон электролиза:
при электролизе различных химических
соединений равные количества электричества
приводят к электрохимическому превращению
эквивалентных количеств веществ:

m₁
∕ m₂
=
Mэ₁
∕
Mэ₂
или
V₁
∕ V₂
=Vэ₁
∕
Vэ₂,

где
m₁,
m₂
и V₁,V₂
– массы и объёмы веществ, претерпевающих
изменения в процессе электролиза ;

М_Э1,
М_Э2
и V_Э1,
V_Э2
– массы эквивалентов и эквивалентные
объёмы (н.у.) веществ, претерпевающих
превращения.

Измерениями
установлено, что для превращения одного
эквивалента вещества необходимо
количество электричества, равное
округленно 96500 Кл.ам. электричества. Эту
величину называют числом Фарадея и
обозначают буквой F.

Из
второго закона Фарадея следует, что
если Q
= F,
m
= М_Э
или

V=
V_Э,
то:

М_Э
⁄
F
=
k.

Можно
записать уравнение, объединяющее первый
и второй законы Фарадея:

.

1. Выход по току.
   

   При
   электролизе  во многих случаях
   выделяется меньше вещества, чем должно
   получиться по законам Фарадея. Этo
   oбъяcняeтcя
   тeм,
   чтo,
   нaряду
   c
   ocнoвными
   элeктрoдными
   прoцeccaми
   oкиcлeния
   и вoccтaнoвлeния,
   практически всегда протекают побочные
   реакции. К их числу можно отнести
   взаимодействие образовавшихся при
   электролизе веществ с элeктрoлитoм,
   выдeлeниe,
   нaряду
   c
   мeтaллoм,
   нa
   кaтoдe
   вoдoрoдa
   и другие. Кроме того, часть электрической
   энергии тратится на преодоление
   сопротивления электролита.
   Поэтому
   для экономической оценки процесса
   электролиза вводят такие понятия, как
   выход по току и расход энергии на
   получение единицы продукции энергии.

Выход
по току рассчитывается
как степень отклонения массы фактически
прореагировавшего на электроде вещества
m_факт
от теоретически рассчитанной по
закону Фарадея
m_теор:

B_т
=
(m_факт/
m_теор)·100
%.

3 Практическое применение электролиза

3.1 Покрытие металлов слоем другого металла при помощи электролиза (гальваностегия).

Для
предохранения металлов от окисления,
а также для прида­ния изделиям прочности
и лучшего внешнего вида их покрывают
тонким слоем благородных металлов
(золото, серебро) или малоокисляющимися
металлами (хром, никель).

Предмет,
подлежащий гальваниче­скому покрытию,
тщательно очищают, полируют и обезжиривают,
после чего погружают в качестве катода
в гальваническую ванну. Электролитом
является раствор соли металла, которым
осуще­ствляется покрытие. Анодом
служит пла­стина из того же металла.

Например,
при никилировании электролитом служит
водный раствор вещества, содержащего
никель (сернокислый никель NiS0₄),
катодом является предмет, подвергающийся
покрытию. Величина тока, пропускаемого
через ванну, должна соответствовать
величине покрываемой поверхности.
После покрытия предмет выни­мают из
ванны, сушат и полируют.

Толщину
слоя металлического покрытия
вычисляют по формуле

h
= i_К·m_Э·В_Т·τ
·1000/
F·ρ,

где
h – толщина покрытия, мкм;

ρ
– плотность металла, г/см³;

В_Т
– выход
металла по току,
%;

m_Э
– молярная масса эквивалента металла,
г/моль;

F
– постоянная Фарадея,
Кл;

τ
– продолжительность электролиза, с.;

i_К
– катодная плотность тока, А/см².

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

    Электрохимическая поляризация не зависит от плотности тока и возникает, когда на электродах выделяются продукты электролиза, отличные от материала самого электрода. Ее можно заметно уменьшить, прибавляя так называемые деполяризаторы, т. е. веще-< тва, разряжающиеся прежде, чем те ионы, которые разряжались бы в их отсутствие. Например, если на электроде выделяется кислород или хлор, в качестве деполяризатора употребляется [c.427]

    Значение плотности тока при электролизе. [c.436]

    Нужно отметить, что при электролизе интересна не абсолютная величина силы тока, а плотность тока. Она представляет собой отношение силы тока (в а) к поверхности электрода (в см ), на котором происходит выделение данного элемента. Так, если сила тока 1,0 а, а поверхность катода 100 лi , то катодная плотность тока равняется 1,0 100 = 0,01 а/см . [c.436]

    В качестве источника тока лучше пользоваться свинцовым аккумулятором с напряжением около 2 в. Пользуются и другими источниками тока, например щелочными аккумуляторами, сухими батареями или сетью постоянного тока, но тогда нужное напряжение 2 в устанавливают по вольтметру 5 с помощью включенного в цепь реостата 3 (см. рис. 61). Можно также пользоваться переменным током, но в этом случае применяют выпрямители (например, селеновые или купроксные). При обычной площади катода (около 100 сл 2) и указанных ниже количествах реактивов при напряжении — 2,0 в создается необходимая для нормального течения процесса плотность тока. [c.442]

    Приступая к подготовке прибора, нужно помнить, что с электродами необходимо обраш аться очень бережно и осторожно. Ни в коем случае не разрешается касаться рабочей части электродов руками, так как при этом электроды обязательно загрязняются жиром, а на загрязненной поверхности катода медь не осаждается. Вследствие этого плотность тока на других участках поверхности может возрасти выше допустимсзй величины. Брать электроды следует за самый верх их стержней. Нельзя также при закреплении стержней в клеммах слишком сильно завинчивать винты. [c.440]

    Напряжение на объекте, достаточное дл соддеряаиия устойчивого пассивного состояния при минимальной плотности тока, соста влявт [c.75]

    Значение плотности тока при электролизе. Ускоренный электролиз 439 [c.439]

    Перенапряжение наблюдается и при выделении металлов. Однако при небольщих плотностях тока оно обычно так мало, что его можно во внимание не принимать. [c.431]

    Нужно, однако, иметь в виду, что при слишком большой плотности тока осадок получается рыхлым (губчатым) н плохо держится на электроде, и потому часть его легко потерять. Кроме того, такие осадки, имея огромную поверхность, легче окисляются кислородом воздуха, что также является источником погрешности анализа. [c.437]

    Чем больше плотность тока, тем больше в единицу времени отлагается на поверхности электрода определяемого металла и тем быстрее закончится электролиз. [c.437]

    Плотность тока, переносимая г-м видом ионов, составит (предполагается, что напряженность поля изменяется по оси х) [c.105]

    Итак, вследствие медленности процесса диффузии ионов для получения хороших осадков приходится проводить электролиз при малых плотностях тока, что значительно замедляет электро- [c.437]

    Таким образом, для определения плотности тока нужно знать величину поверхности электрода. Если электрод имеет форму прямоугольной пластинки или сплошного цилиндра, поверхность его, очевидно, будет равна удвоенной площади прямоугольника или удвоенной боковой поверхности цилиндра. Поверхность сетчатых электродов с достаточной для практических целей точностью можно вычислить, принимая электроды за сплошные. [c.436]

    Из (15.15) можно найти концентрацию Си вблизи катода лри силе тока I или при плотности тока /  [c.305]

    Значение плотности тока при электрошзе. Ускоренный электролиз 437 [c.437]

    ЛИЗ. При перемешивании можво работать со значительно большими плотностями тока, поэтому перемешивание весьма заметно ускоряет процесс электролиза. [c.438]

    Плотностью тока называется сила тока, приходящаяся на единицу поверх- остч электрода. [c.427]

    Потенциал пары 2Н+/Н2 при [Н+] = 1 равен нулю. Но поскольку в процессе электролиза катод окажется покрытым слоем меди, нужно учесть перенапряжение водорода на меди. Это перенапряжение равно —0,58 в (при плотности тока 0,01 aj M ). Таким образом, выделению водорода соответствует потенциал катода, равный —0,58 в, а выделению меди потенциал -f0,31 в. Следовательно, кислая среда не будет мешать выделению меди на катоде. Водород может начать выделяться только тогда, когда концентрация Си +-ионов понизится до величины, соответствующей потенциалу —0,58 в. Величину этой концентрации легко найти из уравнения  [c.434]

    В стакан опускают взвешенный сетчатый электрод и закрепляют его в одной из клемм штатива так, чтобы он не соприкасался ни с дном, ни со стенками стакана и находился везде на одинаковом расстоянии от них. Платиновую спираль (анод) закрепляют в другой клемме так, чтобы анод находился в центре сетчатого катода. Это важно потому, что иначе медь будет оседать преимущественно в тех точках поверхности катода, которые находятся ближе всего к аноду, плотность тока в этих точках будет значительно больше, чем в других следовательно, здесь может образоваться губчатый, легко осыпающийся осадок меди. Коичик спирали должен немного выступать из-под сетки и на несколько миллиметров не доходить до дна стакана. [c.442]

    Губчатая структура осадков металлов объясняется тем, что при большей плотности тока на катоде в единицу времени разряжается больше ионов металла, чем их успевает подходить к катоду из раствора. Поэтому раствор около катода обедняется определяемыми ионами настолько, что начинают разряжаться также Н+-Н0НЫ. Образующийся при этом газообразный водород покрывает поверхность катода пузырьками, которые при дальнейшем осаждении металла разрыхляют его слой. Металл оказывается при этом пронизанным огромным количеством мелких пор, и связь его с электродом становится непрочной. [c.437]

    Кроме природы металла и состояния его поверхности перенапряжение зависит также от плотности тока и температуры. По-иышение температуры уменьшает перенапряжение. Наоборот, с увеличением плотности тока оно увеличивается. Так, при плотности тока 0,1 а см перенапряжение водорода на меди составляет —0,85 в, тогда как при 0,01 а см оно равно —0,58 в. [c.430]

    Первое предположение о причинах данного явления сводится к тому, что различие между обратимой э.д.с. и напряжением возникает как результат омических потерь напряжения. В этом случае напряжение, необходимое для проведения какой-либо реакции в электролитической ванне, будет слагаться из обратимой э.д.с. Е (определяемой изменением изобарно-изотермического потенциала) и падения напряжения в электролите и в электродах Еом (зависящего от плотности тока). Такое предположение объясняет причину увеличения напряжения на аание при прохождении через нее тока по сравнению с обратимой э.д.с. той же системы. Точно так же уменьшение напряжения гальванического элемента при отборе от него тока можно отнести за счет того, что часть э.д.с. расходуется на преодоление сопротивления в утри самого элемента. Омические потери напряжения являются, таким образом, одной из причин различия между обратимой э.д.с. и рабочим напряжением. Опыт показывает, однако, чго [c.287]

    Что такое плотность тока Какую роль она играет при электролизе В чем заключаются преимущества и недостатки применения электролиза при сравн 1тельно большой плотности тока  [c.457]

    Плотность тока у, т. е. сила тока, отнесенная к еднннце иоверхности сечения системы, представляет собой алгебраическую сумму произведений потоков на заряды ионов  [c.104]

    При меньшнх плотностях тока убыль определяемых ионов у катода успевает пополняться в результате диффузии их из других частей раствора. Вследствие этого потенциал, образующийся на (атоде окислительно-восстановительной пары, например Си +Л и, все время поддерживается на необходимом уровне вплоть до практически полного осаждения Си +-ионов. Таким образом выделение водорода предотвращается, и на катоде образуется плотный блестящий слой меди, который держится на нем очень прочно и имеет меньшую поверхность. Ошибки, зависящие от потери части осадка и его окисления, при этом устраняются, и определение дает точный результат. [c.437]

    Термодинамика электрохимических систем не может объяснить причины изменения э.д.с. при нх иероходе к необратимому состоянию и установить, как это изменение связано со скоростью протекания электрохимической реакции, т. е. с силой (или плотностью) тока, проходящего через электрохимическую систему. Поэтому ириходится прибегать к некоторым предположениям нетермодинамического характера. [c.287]

    Основную причину изменения напряжения на электрохимической системе при подаче (или отборе) тока следует искать поэтому ие в омических потерях, а в иомепеиии электродных потенциалов с силой (или плотностью) тока. При наложении тока потенциал каждого нз двух электродов, входящих в электрохимическую систему, изменяется в направлеии]г, которое увеличивает напряжение иа ванне и снижает его на элементе. Суммарное изменение электродных иотеициалов под то1<ом называется э.д.с. поляризации Сп. Если наряду с омическим ладением напряжения учитывать также и э.д.с. поляризации, то можно написать уравнения для напряжения иа ванне и на элементе  [c.288]

    При увеличении катодной плотности тока диффузионное перенапряжение будет плавно возрастать до тех пор, пока произведение кл не станет близким к единице. В этих условиях даже незначн-тельное повышение плотности тока вызывает заметный сдвиг потенциала в сторону отрицательного значения и при йд/ = 1 катодное дифiфyзиoннoe перенапряжение должно сделаться бесконечно большой отрицательной величиной г д==—оо (рис. 15.3). Плотность тока, отвечающая этим условиям, называется предельной катодной диффузионной плотностью тока  [c.306]

    Характерной особенностью электр1зхимических реакций является то, что все они совершаются на 1 ран1ще раздела электрод — электролит и поэтому их скорость зависит от площади поверхности раздела 5. В связи с этим принято относить скорость электрохимической реакции к единице поверхности раздела и определять ее как плотность тока  [c.283]

    Из (15.15) можно также определить плотность тока /, которая отвечает ко1щентрации Ск в прикатодном слое  [c.305]

    Используя электродные балансы, можно вывести уравнения, передающие связь между диффузионным перенапряжением и плотностью тока и для более сложных электродных реакций. Для каждого -го участника электродной реакции получается выражение, аналогичное (15.22), причем, как следует нз общего уравнения диф-фЗ зионного перенапряжения (15.8), подлотарифмическое выражение будет входить в искомое уравнение в степени Vi, отвечающей стехиометрическому множителю данного вида частиц, т. е. в общем случае [c.306]

    Прп равновесном потенциале такое соотношение достигается благодаря тому, что одни и те же частицы с одинаковой частотой переходят из электрода в раствор и из раствора на электрод. Для цинкового электрода такими частицами являются ионы цинка. Устойчивость подобного динамического равновесия определяется интенсивностью обмена, т. е. плотностью тока в двух противоположных иаиравлениях  [c.290]

    МОЖНО пренебречь лишь при малых скоростях электрохимической реакции, т. е. при малых плотностях тока. При высоких плотностях тока, напротив, стадии доставки могут определять скорость всего суммарного электродного прощ сса. [c.299]

    Если учесть, что во втором слагаемом подлогарифмического выражения множитель перед плотностью тока не зависит от ес значения и для данной электродной реак г,ии и температуры является [c.305]

Теоретические основы аналитической химии 1987 (1987) — [

c.274

]

Введение в электрохимическую кинетику 1983 (1983) — [

c.143

]

Лабораторный практикум по теоретической электрохимии (1979) — [

c.23

,

c.101

]

Каталитические, фотохимические и электролитические реакции (1960) — [

c.0

]

Двойной слой и кинетика электродных процессов (1967) — [

c.169

,

c.172

,

c.173

]

Электрохимическая кинетика (1967) — [

c.0

,

c.29

]

Электрохимические системы (1977) — [

c.21

,

c.194

,

c.196

,

c.206

,

c.215

,

c.220

,

c.246

,

c.249

,

c.250

,

c.281

,

c.289

]

Электрохимический синтез органических веществ (1976) — [

c.42

,

c.44

]

Теоретическая электрохимия (1965) — [

c.289

]

Теоретическая электрохимия Издание 2 (1969) — [

c.284

]

Теоретическая электрохимия Издание 3 (1975) — [

c.0

]

Курс теоретической электрохимии (1951) — [

c.260

]

Технология содопродуктов (1972) — [

c.189

,

c.192

,

c.195

,

c.199

,

c.204

,

c.214

,

c.218

,

c.222

,

c.231

,

c.233

,

c.241

,

c.243

,

c.246

]

Физические и химические методы обработки воды на ТЭС (1991) — [

c.134

,

c.137

,

c.138

]

Электрохимический синтез органических веществ (1976) — [

c.42

,

c.44

]

Химико-технические методы исследования Том 1 (0) — [

c.434

]

Краткий справочник химика Издание 6 (1963) — [

c.437

]

Теоретическая электрохимия (1981) — [

c.244

]

Квантовая механика молекул (1972) — [

c.289

]

Основы общей химической технологии (1963) — [

c.124

]

Учебник физической химии (0) — [

c.334

]

Общая химия Изд2 (2000) — [

c.279

]

Краткий справочник химика Издание 4 (1955) — [

c.390

]

Краткий справочник химика Издание 7 (1964) — [

c.437

]

Курс общей химии (0) — [

c.203

]

Курс общей химии (0) — [

c.203

]

Предмет химии (0) — [

c.203

]