Зависимость изменения скорости протекания электролиза от концентрации электролита — страница 8

  • Просмотров 13967
  • Скачиваний 542
  • Размер файла 75
    Кб

потенциал — до значе­ния, при котором скорость реакции восстановления окисли­теля будет превосходить скорость обратной реакции на вели­чину внешнего тока. На электроде, присоединенном к поло­жительному полюсу источника тока, будут происходить ана­логичные электродные процессы, но противоположно направ­ленные. В результате смещения потенциалов в электролизере возникает э. д. с, равная напряжению, приложенному извне, и

противоположная по направлению. Однако, как по­казывает опыт, ток заметной величины начинает проходить через электролитическую ячейку лишь при достижении напряжения на электролизере до определенной величины. Зависимость силы тока от приложенного напряжения при электролизе показана на графике (рис. 2). На кривой виден излом. Продолжение прямого участка кривой до пересечения с ось абсцисс отсекает на ней отрезок, равный

минимальному напряжению, необходимому для разложения электролита инертных электродах, при котором происходит электролиз с заметной скоростью. Это минимальное напряжение называют напряжением (э.д.с.) разложения электролита. Равновесные потенциалы электродных реакций, протекающих при электролизе, рассчитывают по формуле Нернста. Для этого в таблице стандартных электродных потенциалов находят значения потенциалов реакций,

подставляют в формулу концентрации веществ, участвующих в электродных реакциях и решают уравнение с одним неизвестным. Разность найденных по формуле Нернста равновесных потенциалов катода и анода равна э. д. с, при которой скорости прямых и обратных реакций на электродах равны. Следовательно, при найденном значении э. д. с. ток в цепи равен нулю. Электролиз будет протекать лишь при напряжении, превосходящем разность

равновесных потенциалов электродных реакций. Только при таком условии возможно прохождение тока. Например, при электролизе воды катод можно рассматривать как водородный, а анод как кислородный электроды. Э. д. с. такой пары электродов при отсутствии тока в цепи и рН—7 равна 1,23 в. Рис. 2. График зависимости силы тока от напряжения при электролизе. При получении кислорода и водорода электролизом, раствора серной кислоты на

платиновых электродах требуется напряжение на 0,5 в большее, чем 1,23 в, а именно не менее 1,7 в. Эта часть напряжения необходима для преодоления сопротивления протеканию тока, связанного с перенапряжением (затруднением) электрохимических реакций, и сопротивления электролита. V=фа - фк +na +nk + фраств Где V – напряжение на электродах ванны; фа и фк – потенциалы катода и анода, рассчитанные по формуле Нернста, с учетом изменения