Выделение водорода. Катодное выделение водорода всегда имеет место при электролизе водных растворов электролитов. Реакция катодного восстановления водорода протекает на некоторых металлах со значительным перенапряжением, существенно превышающим перенапряжение многих других электродных реакций. Величина водородного перенапряжения зависит от многих факторов, и в первую очередь от состава раствора, материала катода и состояния его поверхности, плотности тока и температуры. Рассмотрим возможные пути выделения водорода из кислых и щелочных растворов.[ ...]
Анализ этих уравнений показывает, что в щелочных растворах перенапряжение выделения водорода уменьшается с ростом pH, а в кислых растворах оно, наоборот, возрастает с ростом pH. Эти выводы подтверждаются экспериментальными данными (рис. 3.13).[ ...]
Перенапряжение водорода снижается с ростом температуры приблизительно на 2—4 мВ на 1 °С. Зависимость перенапряжения водорода от плотности тока (при значительном сдвиге потенциала от его равновесного значения) описывается известным уравнением Тафеля (3.45).[ ...]
Константа а, вычисленная по опытным данным, совпадает с теоретической величиной. Предлогарифмический коэффициент Ь для большинства металлов колеблется от 0,1 до 0,12 В [100].[ ...]
В процессах очистки природных и сточных вод перенапряжение выделения водорода имеет большое практическое значение, особенно при электрофлотации, где процесс протекает в основном за счет транспорта загрязнений (в виде пузырьков водорода на поверхности жидкости). В этом случае высокое перенапряжение вредно. Однако высокое перенапряжение иногда и полезно, например при электрохимической очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов. Здесь высокое водородное перенапряжение необходимо для уменьшения затрат электроэнергии на побочный процесс, т. е. для повышения селективности электрохимической реакции.[ ...]
Электровосстановление металлов. Электрохимическая очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов в настоящее время осуществляется в основном электрокоагуляционным методом с применением растворимых анодов [102], однако в последнее время получили распространение методы катодного осаждения металлов с последующей их регенерацией.[ ...]
Катодное выделение металлов является наиболее сложным разделом электрохимической кинетики, что связано с образованием новой фазы (осадка) на электроде, с непрерывным обновлением поверхности катода и ее энергетической неоднородностью. При изучении кинетики этой реакции практически всегда нужно учитывать протекание сопряженной реакции выделения водорода, причем большее значение имеет не величина перенапряжения водорода, а механизм выделения его на металле [5]. Кроме того, ряд электроотрицательных металлов вообще не может быть выделен из водных растворов. Со 100%-ным выходом по току можно выделить металлы, обладающие достаточно электроположительным равновесным потенциалом.[ ...]
Вернуться к оглавлению