Электроды для Электролиза воды.

[Вася Химикат]

Просветите, зачем все эти сложности с монтированием диодов? Чем не угодили готовые источники питания для магнитофонов/микрокалькуляторов/телефонов и т. д. с выходным напряжением 5-12 В и силой тока 0,3-1,2 А?

[aversun]

Просветите, зачем все эти сложности с монтированием диодов? Чем не угодили готовые источники питания для магнитофонов/микрокалькуляторов/телефонов и т. д. с выходным напряжением 5-12 В и силой тока 0,3-1,2 А?

 

Можно использовать любые источники, если они имеют регулировку напряжения и проходят по току. Ну, конечно, и сами источники надо иметь.

[Willy]

А во подскажите, в случае электролиза воды с кислой средой (HNO3) PH<5 какие взять електроды на катод, какие на анод? Если можно, ссылку на производителя. Сила тока 15 А (х.з. влияет ли это).

Взять графит и туда и туда можно? Или его съест?

[antabu]

Во-первых непонятен смысл электролиза азотной кислоты. С катодом проблем не возникает, анодный графит обычно разрушается, и скорость этого сильно зависит от плотности тока. Немного лучше ведут себя угольные стержни от батареек. Проблема нерастворимых анодов в технике обозначена, универсального решения не существует. Для серной кислоты используют свинец, для других случаев покрытия из платины и других драгметаллов и некоторых их соединений на титане или другом вентильном металле, но даже эти покрытия разрушаются в кислой среде с хлоридом при большой плотности тока. Некоторое время я занимался этой проблемой и использовал покрытия диоксидами свинца и олова на титане - они тоже деградируют на аноде.

[Willy]

Азотная кислота - побочный продукт, неизбежно образующийся в растворе. Температура - тоже побочный эффект.

Теперь по сути: т.е. катод можно брать графитовый. А можно брать листы нерж с покрытием чем-либо (подскажите заодно чем лучше чтобы дешево и надежно) в качестве катода?

А с анодом значит проблемы.

Стержни от батареек - это конечно весело, но размеры электродов около метра каждый. так что нужно подобрать заводского производства графитовые электроды.

Что лучше: графитовые или угольные электроды и в чем разница? Для меня что то - углерод, что другое.

И главный же вопрос: а не сожрет азотка графит безо всякого электролиза?

Концентрация азотки может доходить до 0,1 моль/л. Впринципе небольшая, но PH будет 1

Как посчитать плотность тока, если я знаю суммарную поверхность стержней, напряжение и силу тока?

Sповерхности=70684 см2, сила тока 15А, напряжение 220В (постоянное).

И кстати, а можно посчитать, как много будет выделяться теплоты от электролиза? А то закипит все к чертям...

[antabu]

Единственный недостаток нержавейки в качестве катода - её высокое удельное сопротивление, правда, если раствор содержит много хлорида - может происходить коррозия в выключенном состоянии. ИМХО уголь лучше графита, но конкретную марку не посоветую - нет литературы. Без тока разбавленная азотка не действует на углеродные материалы, по крайней мере до 100 градусов. Предполагаю, что при токе 15А напряжение будет значительно ниже, порядка 10В и мощность соответственно сотни ватт, а если дать 220, ток будет гораздо больше и всё закипит, но это всё зависит от конфигурации ванны. Плотность тока в гальванике обычно считают в амперах на квадратный дециметр.

[ТоптуновПотапов]

И кстати, а можно посчитать, как много будет выделяться теплоты от электролиза? А то закипит все к чертям...

 

По закону Джоуля-Ленца. Q=U*I*t. К найденой теплоте надо прибавить теплоту реакции при электролизе если она положительна и отнять если отрицательна. По опыту скажу, что эта величина(теплота реакции) мала по сравнению с теплом Джоуля-Ленца и в первом приближении можно ее не учитывать.

 

ИМХО уголь лучше графита, но конкретную марку не посоветую - нет литературы.

Нет такого вещества под названием уголь. Это название полезного ископаемого. Электроды всегда делают из графита. Во всяком случае если стремятся снизить сопротивление электрическому току.

[antabu]

Нет такого вещества под названием уголь. Это название полезного ископаемого. Электроды всегда делают из графита. Во всяком случае если стремятся снизить сопротивление электрическому току.

Электрод в химических источниках тока (батарейках) сделан из специального сорта угля, который устойчивее графита к разрушению при анодном включении. К сожалению конкретной ссылки на этот факт не имею.

[Willy]

Спасибо за информацию!

А ванна большая: 3,4х4 метра. Поэтому сразу закипит все врядли. Но посчитать надо. Займусь этим., спасибо за формулу.

И ещё 2 последних вопроса:

1)Из чего можно выполнять емкости и требопроводы в моих условиях (0,1 моль/л HNO3 и 80оС)? Нержавейка я так понимаю подходит, но стоимость будет шокирующей... Может можно взять черный металл с какими либо покрытиями? Если да, то какие покрытия подойдут?

2)Можно ли посчитать по обобщенному закону Фарадея количество выделяющихся Н2 и О2:

m = (Э / F) • I • t = (М / (n • F)) • I • t,

и численно чему равны n и M? М я так понимаю =1 (водород), n — количество отдаваемых или принимаем электронов, это чему брать равным?

Реакция 2Н+ +2e=Н2. n=2?

И главоне, что выходит, что от площади самих электрордов эффективность (скорость) процесса не зависит? Т.е. надо соблюдать только условие непревышения плотности тока для данных электродов?

P.S. В чем мзмеряетсяя плотность тока я понял, а считать как? Делением силы тока на площадь? или я чего-то не так понял?

[mypucm]

Электрод в химических источниках тока (батарейках) сделан из специального сорта угля, который устойчивее графита к разрушению при анодном включении. К сожалению конкретной ссылки на этот факт не имею.

Сильно подозреваю, что это прессованный графит, т.е. взяли такой не очень мелкий порошок и как следует спрессовали с каким-то связующим. Из-за прессовки он очень плотный, а связующее заполняет поры - в обычном графите объем пор, хотя они и маленькие по диаметру, весьма приличный. Так как практически нет пор и все щели между кристалликами заполнены, туда не лезет кислород, получающийся при анодном процессе, и не разваливает аноды просто механически, за счет роста пузырьков. Опять же, благодаря прессовке отсутствует анизотропность, из-за которой графит легко разрушается по линии, параллельной слоям.