Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

dsn

Пользователи
  • Постов

    13
  • Зарегистрирован

  • Посещение

Сообщения, опубликованные dsn

  1. На промышленной частоте такой электролит - идеальный проводник, я могу засунуть два электрода и напряжение всегда будет нуль - в идеальных проводниках эл. поля не бывает. Химики электроды совали - поле ~1V/cm получали.

    Тут я дал маху, конечно поле за 10^-13 sec вытесняется, но поле гонящее ток останется.

    Тем не менее PS в силе - перемешивание раствора много активней направленного движения ионов.

  2. Переменный ток меняет своё направление 50 раз в секунду. Насколько я понимаю, в растворе направление тока тоже меняется с этой же частотой. Ионы 50 раз в секунду меняют направление своего движения, но не успевают дойти ни к катоду, ни к аноду (типа колеблются на месте). Поэтому и реакции не происходит. И вообще, кто в детстве делал электролиз от сети - получал по шее от родителей за выбитые пробки (например, мой отец со своим братом).

    Есть в физики и химии такая хорошая штука - уравнение непрерывности. В плоской геометрии для катионов и анионов она сводится к закону (СГС ситема, E- электрическое поле, t - время, j - плотность электрического тока):

     

    4*Pi*j/c+1/c*dE/dt=const

     

    Ваше утверждение сводится к тому, что у поверхности электродов нет электрического тока, а есть только ток смещения равный 1/4Pi*dE/dt. Другими словами в окрестности электрода концентрация электролита падает до нуля, а ток переносится током смещения! Ну, в это тяжело но как-то можно поверить.

     

    Просто отсюда следуют любопытные следствия, например проводимость среды OH-, как я прикинул, 1.25*10^3 * 1/Ом*m. Т.о. кразинейтральность "центральной области" электролита, там где и OH- и Na+ должна восстановиться за 10^-13 sec, конечно не медь в которой это будет на 5 порядков быстрее но все равно 50Hz - это несерьезно. На промышленной частоте такой электролит - идеальный проводник, я могу засунуть два электрода и напряжение всегда будет нуль - в идеальных проводниках эл. поля не бывает. Химики электроды совали - поле ~1V/cm получали. Отсюда я думаю, что ток в основном ток проводимости.

     

    p.s. электролит активно мешаю и это делается куда быстрей скорости ионов которые двигаются еле-еле т.е. 3*10^-3 cm/sec

  3. 1) А остальные 10% в какой форме? Молекул NaOH ведь не существует.

    2) В 40%-м гидрооксиде натрия на 1 пару Na+ OH- приходится 3,3 молекулы воды.

    1) я бы предположил что в виде маленьких кристаллов, впрочем не знаю.

    2) так мало? я отрыл книжку по которой меня когда-то учили химии -НЛ Глинка "Общая химия", Глава VIII п.83 стр.227, там на K+ 8 молекул H2O ориентированы ???

  4. Энергия, необходимая для гетеролитического разрыва хим. связи НОН частично или полностью компенсируется энергией сольватации ионов.
    Не знаю, имхо про воду в воде этого не скажешь. HOH имеет момент, иначе не была бы растворителем и конечно проваливается в потенциальную яму ориентируясь на протон. Я даже готов предположить, что глубина это ямы может претендовать на химическую связь иначе не говорили бы об оксонии. Но чтоб это было энергетически выгодно йреакцией ?

     

    плотность_и.оксония=плотность_воды*exp(-энергия_образования_оксония/температуру*k)

     

    отсуда я вижу потенциальный барьер в 0,5eV (если в вычислениях не наврал)

     

    Постулируется, что сильные электролиты диссоциированы в р-ре полностью. В случае NaOH твердое вещество уже состоит из ионов OH- и Na+.
    Степень диссоциации NaOH ~90% имхо. Вопрос состоял в том, сколько молекул воды ориентированы к ионам, так чтоб энергия такой связи превышала комнатную температуру? Я помню как в учебнике по химии рисовали: ион, а вокруг ориентированные молекулы воды. я прав?
  5. Вас интересовало "откуда у электрода H+". Из растворителя, т.е. воды. А её вокруг катода несравненно больше, чем ионов натрия, растворённых в ней. По-моему, перенос заряда происходит "напрямую", без участия натрия.
    Ну и кто разорвет молекулу воды? Я рассуждаю просто (по Больцману имхо сильно не навру) если при комнатной температуре pH=7, значит энергия ионизации H20->H+ + OH- порядка 0.5eV (вам это лучше знать) кто эту молекулу так ионизует? Вообще странно, если процесс происходит напрямую, то возьмите чистую воду. В ней Вы так просто не получите A*cm^-2 при таких полях.

     

    Наверное, для изменения ионной силы (http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1181.html).
    Я немного знаю физику плазмы ... то, что Вы называете ионной силой эквивалентно плотности плазмы. Этой плотности пропорциональна плотность тока (ну и проводимости ионов конечно). Есть поле направленное в катод => в катод полетят Na+, в катод полетят H+, H20 ударится о катод и отскочит как нив чем не бывало. Конечно есть двойной слой, конечно поток частиц определяется не только полем но и диффузией. Но я не знаю где в растворе с pH=14.4 набрать столько H+ чтоб пропустить при таких полях A/cm^2.

     

    Да и воды не особо больше натрия. NaOH~100г/литр, а еще имхо вода нужна для электролитической диссоциации Na+ и OH-.

    Кстати кто-нибудь знает сколько H2O надо для OH- и Na+??

  6. Натрий вообще в водных растворах не будет восстанавливаться на инертном катоде
    Еще раз, в каждом посте видно, что речь идет о восстановлении отдельного элемента (до первой встречи с молекулой воды), но не о восстановлении металлической поверхности. Какой ион по-вашему переносит ток катода у его поверхности при pH=14.4?

    Просто у Вас Na+ никак нигде в реакциях не участвует, давайте его вообще выбросим, возьмем дистиллят воды и попытается получит 1e-5 mol*cm^-2*sec^-1 газа, прикладывая ~V межу электродами через ~1cm.

     

    Мне необходимо по простому осознать все реакции и все характерные времена. Стандартные электродные потенциалы и результат электролиза - это хорошо. Но когда речь идет о переменном токе надо как-то проанализировать детали. Все согласятся, при периоде тока в сутки электролиз есть, а при периоде в 10^-16 sec очень врядли.

  7. Мне очень интересно, как Вы, dsn, представляете выделение металлического Na на катоде. Даже если подобное было бы возможно (вопреки законам физики), оный мгновенно бы реагировал с окружающим растворителем (водой) с выделением водорода.
    Я нигде не писал о выделении металлического Na, пожалуйста посмотрите мои сообщения !!! По моим убогим представлениям электрический ток у самой поверхности электрода должны переносить положительные ионы, так как отрицательных ионов равно как и автоэмиссии с электродов НЕТ.

    Дальше я не поленился и посмотрел подвижности слабого раствора H+ (или ионов оксония, принципиальной разницы не вижу) ~350 А г-э cm^-4 V^-1

    подвижность Na+ ~50 А г-э cm^-4 V^-1. Таким образом отношение подвижностей 7 раз. Отношение же плотностей Na+ к плотности H+ много порядков.

     

    Плотность тока j_иона=e*заряд_иона*плотность_иона*подвижность_иона

     

    Из второго Вашего предложения я вижу, что мои посты вы не читали ... На мой взгляд Na+ как промежуточное звено в процессе газообразования при таких эл.полях и плотностях тока необходим.

  8. Во первых, на катоде восстанавливается не ион натрия, а водорода по реакуии: 2Н+ + 2e = H2

    И эта реакция обратимая, при переключении полярности она протикает в обратную сторону, поэтому газ не успевает выделятся

    На аноде тоже самое только с кислородом, при анодной поляризации образуется О2, но при перемене полярности О2 восстанавливается до ионов О2-

    Ну слушайте, я конечно не химик и этими вопросами никогда не занимался, но как физик сильно сомневаюсь в сказанном.

    1. откуда у электрода H+? Я понимаю, что его подвижность должна быть раз в 5-10 больше чем Na+, но протонов практически нет, а натрия с ободранным s уровнем тьма.

    2. Как это реакция обратимая? Если я возьму балон с водородом, приложу хилое поле, то молекула ионизуется? Я когда-то оценивал такие вещи и помню, что для времени жизни ~1 sec нужны неадекватные поля начиная с ~10 MV/cm

     

    Прошу прощения, мои познания в электролизе действительно неважные, поправьте меня в случае моих заблуждений.

  9. газ должен выделятся!

    кто ж в детстве не проводил электролиз от сети!

    может у вас там сопротивление большое? какая площадь электродов и какое растояние между ними?

    Сам я опыт не ставлю, поэтому и сопротивления не знаю. Да и какая разница - ток ведь известен. Электроды порядка пары cm^2, симметрия полная. Электрическая мощность вкладываемая в электролит порядка нескольких W, электроды на расстоянии в несколько сантиметров.

     

    Меня убивает то, что при постоянном токе есть газ в виде пузырьков, а при таком же токе в 50Hz нет. Я вообще правильно приэлектродную химию интерпретирую?? Восстановленный натрий ведь сразу с водой прореагирует и даст атомарный водород. Дальше я смотрю, что этот водород за счет диффузии и за пол периода уйдет от электрода на расстояние sqrt(коэф. диффузии*пол периода)~1e-4cm. Таким образом в приэлектродной области должно быть не меньше 1e20 - 1e21cm^-3 атомов водорода. Атомы водорода, как я понимаю, обязаны превратиться в молекулярный водород или есть еще какая нибудь химия?

  10. Реакция здесь совсем не пойдет. Представь себя как ты бегаешь от стены ко стене не успевая добежать ни до той ни до другоя. Так ведут себя в растворе большинство ионов.
    Да плевать на большенство ионов. Конечно ионы дергаются по 50 раз в секунду то к одному электроду то к другому, и проходят 10^-4 или 10^-5 cm. Но ионы которые возле самого электрода обязаны переносить электрический ток. Этот ток должен быть током проводимости. Из простых соображений я могу показать, что он не может быть током смещения а-ля емкостной газовый разряд. Кроме того электролит активно перемешивается и на этом фоне электрофорез и т.п. - поправки имхо не имеющие смысла.

     

    И представь протон присоединил один электрон, катод и анод сменились местами, атом водорода сразу же отдаст электрон обратно в цепь. Так же и для кисророда. При большой силе тока образуется сразу очень много атомов например того же водорода, то они могут и не успеть отдать электроны обратно при смене полюсов. Поэтому при большой силе тока возможно выделение газов.
    Сильно сомневаюсь, что атом водорода (13.6 eV) так легко ионизуется, отдавая электрон в цепь.

     

    Но Не забывай что электролиз с напряжением больше 6 вольт не рекомендуют проводить. Его хотя используют для получения порошкообразных металлов.
    Меня электролиз не очень-то и интересует. Реально надо создать поле в растворе, а в нем кроме нужного объекта есть еще и Na+, OH-
  11. .. Реакции Окисления-востановления просто не успевают проискодить... Реакции происходящие на электродах становятся обратимыми.

    И в результате не происходит ни выделения кислорода ни водорода.

    Вот я не понимаю как они обратимы. За пол периода т.е. 0,01 sec и при токе 1 A/cm^2 на катод прийдут Na+ (или уйдут OH-) в кол-ве 1e-7 mol/cm^2. Вдвое меньше молекулярного в-ва H2 должно уйти в раствор или в/на поверхность. И как потом H2 или O2 будут в обратных реакциях участвовать, ну не сгорают же они ?? Или тут по каким-то причинам принципиально важно образование макроскопического пузыря газа?

     

    И при какой частоте тока реакции реально становятся обратимыми? 50Hz - обратима, а 0,1Hz - нет (числа наугад)?

  12. Видимо кислород, что выделяется на аноде сорбируется углем, а когда анод превращается в катод сорбированный кислород опять переходит а Н2О. Аналогично и с водородом.
    Я только плохо понимаю, кислород и водород они же наверно молекуляные. В этом смысле поверхность - это буфер и ничего более. Адсорбция или десорбция, а пузырьки казалось бы должны идти (а их нет) как и в случае постоянного тока. Единственная разница имхо в том, что теперь это должна быть смесь газов. Ну, не могут же эти газы реагировать при комнатной температуре.
  13. Сам я в химии специалист никакой (сильно не пинайте), но тут возник простой вопросик:

     

    Собственно есть водный раствор NaOH, ~100г/литр. (реально в нем есть еще кое-что, но прочих ионов мало и подвижность их невысока)

    Как я понимаю pOH=-0.4, pH=14.4. Электроды - углерод.

     

    Если через электролит пропускать постоянный ток j~1 A/cm^2, то на электродах начнется газообразование. Как я понимаю, на катоде восстановится ион Na+, дальше атом Na сразу вступит в реакцию с H2O. Как результат от поверхности катода должны в электролит идти ионы OH- и газообразный H2 ? На аноде видимо окисляется OH-, и идет выделение H2O и газообразного кислорода ?

     

    А почему газообразования не происходит при переменном токе j~1 A/cm^2 с частотой в 50Hz ? - частота не безумная ??

×
×
  • Создать...