Электрохимия относится к области знаний о взаимных превращениях химического и электрического видов энергии и об использовании этих превращений. Электрохимические процессы широко применяются в настоящее время в различных областях современной техники, составляя основу прикладной электрохимии: электрометаллургию, гальванотехнику, электросинтез органических и неорганических соединений, производство химических источников тока, химотронику, электрохимические методы контроля и анализа и т. д. Далеко не последняя по своему практическому значению область прикладной электрохимии относится к разработке методов электрообработки загрязненных водных систем, в которой уже сейчас достигнуты значительные успехи, позволяющие предвидеть в будущем более широкую реализацию электрохимической технологии для решения стоящих перед человечеством экологических проблем.[ ...]
Электрохимическая очистка загрязненных природных и сточных вод основана на использовании электрической энергии при проведении процессов электролиза водных растворов электролитов.[ ...]
Положим, что в раствор электролита опущены два электрода (рис. 1.1), соединенные с полюсами источника тока и, следовательно, заряженные один положительно (анод), другой отрицательно (катод).[ ...]
Химические превращения в растворе электролита за счет внешней электрической энергии происходят в электролизерах или электролитических ваннах (см. рис. 1.1). В таких системах часть раствора электролита, находящаяся у анода, называется анолитом, находящаяся у катода — католитом.[ ...]
Генерация электрической энергии за счет протекающих в растворе электролита химических превращений происходит в гальванических элементах или химических источниках тока (рис. 1.2). Здесь электрод, направляющий электроны во внешнюю цепь, называется отрицательным полюсом элемента, принимающий электроны из внешней цепи — положительным.[ ...]
В общем случае при электролизе протекают окислительно-восстановительные процессы: на аноде — потеря электронов (окисление), на катоде — приобретение электронов (восстановление). Однако механизм электрохимических реакций существенно отличается от обычных химических превращений веществ.[ ...]
Отличительной особенностью электрохимической реакции по сравнению с химической является пространственное разделение электрохимической реакции на два сопряженных процесса (две сопряженные электродные реакции).[ ...]
Пространственное разделение электрохимических реакций придает им ряд специфических качеств, которых нет у обычных химических реакций. Так, условием протекания обычных гомогенных химических реакций в растворе является взаимодействие реагирующих компонентов (молекул, атомов, ионов) при их столкновении друг с другом в любой точке раствора. В момент столкновения становится возможным переход электронов с одного вещества на другое. Совершится ли этот переход или нет, зависит от запаса энергии реагирующих веществ и ее соотношения с энергией активации, которая является функцией природы химической реакции. Следовательно, необходимость контакта реагирующих частиц в растворе — первая характерная особенность гомогенного химического процесса. Вторая особенность заключается в том, что путь электрона при этом оказывается очень малым, длина его не превышает радиуса атома или молекулы.[ ...]
При химических реакциях в растворах место встречи и направление электронных переходов ориентированы в реакционном объеме любым образом или при любых взаимных положениях реагирующих частиц, что является третьей характерной особенностью химического процесса, отличающегося хаотичностью, беспорядочностью столкновения между частицами и ненаправленно-стью электронных переходов.[ ...]
Таким образом, при проведении электролиза в отличие от протекания химических реакций необходимо разделение реагентов и образование гетерогенной системы, в которой переход электронов от одной группы атомов или молекул к другой осуществляется через металлические проводники-электроды.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Принципиальная схема гальванического элемента |
 |