Перейти к содержимому
Форум химиков на XuMuK.ru
  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу

Генрих

Основы Электролиза

Рекомендуемые сообщения

Мой вопрос может показаться несколько странным и глупым, в силу моих слабых знаний в области физики и электрохимии, и вопрос мой таков:

 

Что именно случается, если в колбу с раствором пустить электродный ток, слишком малый для электрохимической реакции (ну или очень медленной), а именно, как ведут себя ионы растворенного вещества (ионы гидроксида и оксония отсутствуют или в незначительных количествах) в присутствии положительно и отрицательно заряженых электродов? Образуется слой +- между ионами и электродами соответственно? Заранее благодарю!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Что именно случается незнает никто. Первый кто детально обьяснит все, что происходит при этом, получит нобелевскую премию. Так что у вас есть шанс.

 

По уществу вопроса.

 

1. Электродный ток (далее ток) не может быть слишком малым для протекания реакции. Это не вопрос силы тока это вопрос потенциала(напряжения) на электродах и площади поверхности электрода(плотности тока).

 

2. При некотором напряжении между электродами наступает поляризация приэлектродного пространства, когда кулоновские силы начинают преобладать перед силами ван-дер-ваальса. Начинается электрохимическая реакция.

 

3. Двойной электрический слой обязательно образуется (то что вы обозначили +-) при подключении электродов к источнику тока(напряжения)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3. Двойной электрический слой обязательно образуется (то что вы обозначили +-) при подключении электродов к источнику тока(напряжения)

То есть двойной электрический слой (благодарю за термин, а то никак не мог его припомнить) образуется обязательно? Тогда вот на самом деле интересный вопрос: можно ли использовать данный эффект для перегонки азеотропа, в котором одно вещество растворяет другое? Если электроды при подаче тока будут удерживать ионы на своей поверхности в определенных местах реакционной колбы (допустим на дне), возможно ли выпаривание части растворителя в более-менее чистом виде?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Если правильно вас понял то вы хотите подать напряжение на электроды и перегнать смесь.

 

И растовритель и растворенное вещество образуют ионы (анионы и катионы) которые в равной степени притягиваются к электродам. Притянуть отдельно ионы растворенного вещества, а ионы растоврителя оставить в толще раствора не получится. Хотя идея интересная :)

 

Можете оспорить мой вывод, возможно я что-то упускаю из виду.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Что-то я не совсем понимаю. Ведь не каждый растворитель является электролитом. Т. е. на примере водного раствора хлорида натрия, ведь ионы там натрия и хлора. Если же Вы имеете в виду, что электролиз приведет к распаду молекул воды, то, поправьте меня в случае моей неправоты, распад длится достаточно долго, а ионы растворенного вещества будут там первоначально и по идее должны с большим стремлением образовать электрический слой на электродах. Даже если растворитель начнет распадатся на ионы, то это наверняка будет минимальная его часть, а иначе вода распадалась бы на газы мгновенно, что в реальности занимает длительное время и требует большей силы тока.

 

Наверное, моя логика не слишком верна...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Электролитом называют раствор распадающегося на ионы вещества. Причем не важно в каком растворителе это происходит. Вода - частный случай.

 

Распад на ионы происходит очень быстро, как только вещество перешло из кристаллического в растверенное произошел распад на ионы. Вода как и любой другой полярный растворитель частично диссоциирован и существует в виде ионов не зависимо от того приложено электрическое поле или нет.

 

Распад на ионы совсем не означает распад на газы. Распад на ионы это равновесный процесс.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Электролитом называют раствор распадающегося на ионы вещества.

Да, и следовательно вода таковым не является, если в ней нет растворенной соли.

 

Распад на ионы происходит очень быстро, как только вещество перешло из кристаллического в растверенное произошел распад на ионы.

Это я не оспариваю, я писал о распаде самого растворителя, а не растворяемого вещества.

 

Вода как и любой другой полярный растворитель частично диссоциирован и существует в виде ионов не зависимо от того приложено электрическое поле или нет.

Я читал, что концентрация ионов гидроксида и оксония минимальна, ибо вместе они не уживаются, по понятным причинам. Более того, само это никак не может помешать тому, о чем я писал выше (я о идее).

 

Распад на ионы совсем не означает распад на газы. Распад на ионы это равновесный процесс.

Совершенно верно, но опять таки, распад на ионы той же воды минимален и по-этому не должен играть важной роли.

 

Представьте, что у Вас - раствор поваренной соли. OH- и H3O+ там абсолютный минимум, в то время как концентрация Na+ и Cl-, допустим, максимальна или близка к таковой для данного обьема воды. Если пустить ток, то ионы соли, теоретически, должны собираться у электродов противоположенного заряда, и даже вода может начать распад на водород и другие газы, в зависимости от условий электролиза. Но данный распад, как и образование гипохлорита натрия или его гидроксида идет достаточно медленно. Если при этом выпаривать раствор, в случае, если образован двойной электрический слой (а Вы сказали, что он должен образоваться), то испарение воды на поверхности будет протекать гораздо быстрее электрохимических изменений в самом растворе. Главное, чтобы ионы соли концентрировались где-нибудь на дне. Вот такой вот пример. Бессмысленно, конечно, но для азеотропов было бы очень кстати. Что Вы думаете об этом?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Чё-то не врубаюсь, о каком азеотропе идёт речь? Количество ионов, образующих слой вблизи электродов, несоизмеримо меньше их в толще раствора.

"Пусть в заполненном водой сосуде размером 10x10x10 см растворен 1 моль NaCI. Поставим у противоположных стенок сосуда два электрода из инертного материала (например, платины) площадью 1 дм2. По таблицам электропроводности водных растворов находим, что при комнатной температуре сопротивление между электродами будет равно примерно 0,1 Ом. Подадим на электроды небольшое постоянное напряжение U = 0,1 В. Если такое напряжение подать на металлический проводник с тем же сопротивлением, то через него пойдет ток I = U/R = 1 А. Однако амперметр, включенный в цепь с раствором соли, покажет, что ток через раствор не идет. Не пойдет он и при повышении напряжения на электродах в 10 раз. Закон Ома явно не выполняется. В чем дело?..."

И.А.Леенсон. "Вопреки Ому." "ХиЖ" 01г. №1 с. 60.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Совершенно верно, но опять таки, распад на ионы той же воды минимален и по-этому не должен играть важной роли.

 

Представьте, что у Вас - раствор поваренной соли. OH- и H3O+ там абсолютный минимум, в то время как концентрация Na+ и Cl-, допустим, максимальна или близка к таковой для данного обьема воды. Если пустить ток, то ионы соли, теоретически, должны собираться у электродов противоположенного заряда, и даже вода может начать распад на водород и другие газы, в зависимости от условий электролиза. Но данный распад, как и образование гипохлорита натрия или его гидроксида идет достаточно медленно. Если при этом выпаривать раствор, в случае, если образован двойной электрический слой (а Вы сказали, что он должен образоваться), то испарение воды на поверхности будет протекать гораздо быстрее электрохимических изменений в самом растворе. Главное, чтобы ионы соли концентрировались где-нибудь на дне. Вот такой вот пример. Бессмысленно, конечно, но для азеотропов было бы очень кстати. Что Вы думаете об этом?

 

Не путайте двойной электрический слой с концентрацией ионов в приэлектродном пространстве. Это не одно и тоже. Толщина слоя ~ несколько радиусов иона.

 

Ионы помимо упорядоченного движения в электрическом поле участвуют также и в беспорядоченном броуновском движении. Если концентрация ионов возле электрода будет превышать некоторую критическую величину, то под действием кулоновских сил и сил броуновского движения они будут перемещаться в область где их концентрация меньше, тоесть стремится подальше от электрода. Представте себе, что ионы подобны молекулам газа находящиеся в сосуде под давлением. Если снять крышку (или дно) то они неумолимо устремляются в область где их концентрация меньше и полностью покидают обьем сосуда, занимая предоставленный им обьем равномерно. Электрод это условный сосуд с одной единственной стенкой к которой, якобы, должны прилипнуть ионы под действием электрического поля.

 

На ионы действуют кулоновские силы (как на одноименно заряженные частицы) Поэтому попытаться сконцентрировать в относительно небольшом обьеме приэлектродного пространства значительную часть одноименных ионов практически невозможно. Вероятно под действием значительного электрического поля (очень большое напряжение) которое невозможно создать в растворе электролита ввиду его электрической проводимости.

 

Какой то эффект в этом, безусловно, будет, но сказать, что он существенно облегчит разделение азеотропной смеси я бы не отважился.

 

Чё-то не врубаюсь, о каком азеотропе идёт речь? Количество ионов, образующих слой вблизи электродов, несоизмеримо меньше их в толще раствора.

"Пусть в заполненном водой сосуде размером 10x10x10 см растворен 1 моль NaCI. Поставим у противоположных стенок сосуда два электрода из инертного материала (например, платины) площадью 1 дм2. По таблицам электропроводности водных растворов находим, что при комнатной температуре сопротивление между электродами будет равно примерно 0,1 Ом. Подадим на электроды небольшое постоянное напряжение U = 0,1 В. Если такое напряжение подать на металлический проводник с тем же сопротивлением, то через него пойдет ток I = U/R = 1 А. Однако амперметр, включенный в цепь с раствором соли, покажет, что ток через раствор не идет. Не пойдет он и при повышении напряжения на электродах в 10 раз. Закон Ома явно не выполняется. В чем дело?..."

И.А.Леенсон. "Вопреки Ому." "ХиЖ" 01г. №1 с. 60.

 

1. Да это так, гипотетически. Человек хочет понять будет это способствовать разделению или нет.

 

2. А если подать переменное напряжение то будет близко к закону. Обьясняется поляризацией, кажись.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

×