Перенапруження виділення водню, безкоштовні курсові, реферати, дипломні роботи

При зануренні інертного електрода (Рt), насиченого воднем, в розчин електроліту на межі електрод-розчин встановиться рівновага

а потенціал електрода буде мати значення, рівне

При пропущенні струму через кордон електрод-розчин рівновагу порушиться і на поверхні електрода в залежності від напруги струму буде протікати або розряд Н + - іонів, або зворотний процес іонізації атомів H2. Величина потенціалу, при якій відбувається помітний розряд Н + - іонів при накладенні зовнішнього поляризующего струму, буде відрізнятися від рівноважного значення потенціалу. Зсув потенціалу Hн / Н + називається перенапругою виділення водню.

Явище перенапруги водню має велике практичне значення. В одних випадках воно небажано - отримання електролітичного водню - додаткова витрата енергії. В інших випадках грає позитивну роль - в полярографії дає можливість вести визначення електронегативний елементів. На перенапруження виділення водню можуть впливати складу розчину, наявність в ньому домішок, температура, природа електрода.

На підставі великого експериментального матеріалу до теперішнього часу розроблені в основному дві теорії виникнення перенапруги водню.

Таким чином, теорія Тафеля передбачає, що причиною перенапруги водню є накопичення атомів водню, адсорбованих на поверхні електрода в концентраціях, що перевищують рівноважну. У результаті потенціал електрода зміщується до більш негативним його значенням.

Ця теорія в ряді випадків добре пояснює експериментально отримані дані. Однак немає пояснення впливу ПАР і погано збігається величина b.

Інший теорією, що пояснює причину перенапруги, є теорія уповільненої розряду іонів, в основу якої покладено припущення, що найбільш повільна стадія процесу - розряд іона водню. Решта процеси протікають миттєво і не вимагають додаткових витрат енергії. Якщо враховувати будову подвійного електричного шару, то така теорія найбільш повно відображає закономірності, які спостерігаються на досвіді.

де y - потенціал на відстані радіуса гідратованого іона від поверхні металу, a- коефіцієнт перенесення, i - катодна щільність струму.

Рівняння характеризує залежність h від активності Н + - іонів, а через Y потенціал враховується вплив складу і концентрації розчину, а також присутність ПАР.

Ця теорія, створена Фольмером і розвинена Фрумкіна, була підтверджена численними експериментальними матеріалами.