Из-за чего получается высокое перенапряжение?

[Реактивщик неотёсанный]

Здравствуйте! Насколько мне известно, в водных растворах на угольных и металлических электродах (про другие не знаю) перенапряжение велико только у О₂ на аноде и у Н₂ на катоде, у остальных элементов оно незначительно. Но растворитель (вода) состоит как раз из кислорода и водорода. Если поменять растворитель на SO₂, перенапряжение будет большим у кислорода и серы? Почему большое перенапряжение только у Н₂ и О₂? От чего зависит,у кого перенапряжение будет большим, а у кого - маленьким? Есть ли в Сети книги по этому вопросу?

Изменено 30 Января, 2013 в 20:24 пользователем Реактивщик неотёсанный

[mypucm]

Практически всегда электролиз проходит не при равновесных потенциалах, приходится задавать некоторое перенапряжение, чтобы реакция шла с заметной скоростью. Перенапряжение всегда зависит от приложенной плотности тока, а также от разных довольно темных материй, из-за которых процесс не хочет протекать при равновесии. Если теоретизировать, то некие факторы повышают энергию активации, процесс тормозится. Скажем, выделение кислорода на аноде и его восстановление на катоде всегда сопровождается значительным перенапряжением. Ну, молекула с двойной связью, довольно прочная и устойчивая, и собрать, и разобрать ее не так просто. Поэтому энергия активации большая. Смотря под таким углом, тут аналогии с азотом напрашиваются. У него совсем прочная молекула, восстановить азот электрохимически не реально, а электродные процессы, в которых он может получаться (скажем, восстановление нитрата), идут с чудовищно низкой скоростью.

 

С водородом более хитрая штука. Перенапряжение водорода зависит от способностей материала адсорбировать атомарный водород. Платина может, углерод - нет. Поэтому на платине перенапряжение низкое, на углероде - огромное.

[Реактивщик неотёсанный]

Скажем, выделение кислорода на аноде и его восстановление на катоде всегда сопровождается значительным перенапряжением. Ну, молекула с двойной связью, довольно прочная и устойчивая, и собрать, и разобрать ее не так просто. Поэтому энергия активации большая.

Стоп! Я не понял - кислород собирается и разбирается трудно, поэтому при электролизе у него значительное перенапряжение. Но почему тогда в остальных случаях у него потенциал меньше? У него же независимо от того, идёт электролиз или нет, есть двойная связь. Я вот не понял этот момент. Поясните, пожалуйста

[tvv385]

перенапряжение велико только у О₂ на аноде и у Н₂ на катоде, у остальных элементов оно незначительно.

 

это зависит от реакций(чуть выше об этом уже написали), и от концентрации и плотности тока - см "поряризация электродов".

 

Если концентрация ионов мала(а у воды она мала - pH = 7, то есть только 1e-7 молекул диссоциирует), то уже даже при небольшой

плотности тока все ионы возле электродов израсходуются, и возникнет обедненный слой возле электродов с низкой концентрацией,

этот диффузионный слой и создает перенапряжение("поляризацию" как говорят электрохимики) электрода.

 

То есть эффекты от концентрации и плотности тока свойственных всем электрохимическим реакциям,

дальше надо конкретно смотреть механизм реакции по стадиям и особенностям в-в (например атомарность газов, озон и тп).

 

Vladimir

[tvv385]

Стоп! Я не понял - кислород собирается и разбирается трудно, поэтому при электролизе у него значительное перенапряжение. Но почему тогда в остальных случаях у него потенциал меньше? У него же независимо от того, идёт электролиз или нет, есть двойная связь. Я вот не понял этот момент. Поясните, пожалуйста

 

боюсь что этого вам никто не объяснит - просто наука об этом еще не знает. Серьезно.

(ну конечно некоторые реакции хорошо исследованы по стадиям, но чаще нет чем да)

 

Так что проще смотреть электрохимические таблицы конкретно по реакциям - в хорошей таблице

есть почти все реакции, сам иногда удивляюсь какие там бывают "динозавры" в побочных реакциях...

 

Vladimir

PS а откуда такой ник, если не секрет?

Может быть вам и по криогенным установкам че-нить подсказать для сжижения кислорода и водорода?

(кстати в курсе что у жидкого водорода есть грабли с орто- - пара- переходом?.. )

[Реактивщик неотёсанный]

Так что проще смотреть электрохимические таблицы конкретно по реакциям - в хорошей таблице

есть почти все реакции, сам иногда удивляюсь какие там бывают "динозавры" в побочных реакциях...

Vladimir

PS а откуда такой ник, если не секрет?

Может быть вам и по криогенным установкам че-нить подсказать для сжижения кислорода и водорода?

(кстати в курсе что у жидкого водорода есть грабли с орто- - пара- переходом?.. )

Спасибо большое! А в Сети нет таких "всеобъемлющих" таблиц?

Мой ник намекает на уровень моего профессионализма в химии. А "Реактивщик" я потому, что хочу когда-нибудь свой профессионализм повысить и сделать китайскую "огненную стрелу" с РЕАКТИВНОЙ тягой. Ну и потом, это аллюзия на слово "реактив". Кстати, я даже не знал, что у жидкого водорода вообще есть орто- и пара-переход. И я не уверен, можно ли дома получить хотя бы каплю жидкого кислорода, не говоря уже о водороде

[tvv385]

Спасибо большое! А в Сети нет таких "всеобъемлющих" таблиц?

 

в кратком справочнике была таблица, но вроде есть и более полные - химики может точнее подскажут где?

 

http://libgen.info/search.php?search_type=title&search_text=%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BA%D0%B8%D0%B9+%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9+%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA&submit=%D0%9F%D0%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA

 

 

сделать китайскую "огненную стрелу" с РЕАКТИВНОЙ тягой.

 

а что это такое?

 

 

Ну и потом, это аллюзия на слово "реактив". Кстати, я даже не знал, что у жидкого водорода вообще есть орто- и пара-переход. И я не уверен, можно ли дома получить хотя бы каплю жидкого кислорода, не говоря уже о водороде

 

еще как можно!.. В 1800х гг еще и не такое уже получали, а уж теперь с компьютерами и самодельными ЧПУ...

 

Та-же система Капицы например работала при 8 ат - пневмосистемы или компрессора уже достаточно.

 

 

А вообще можно хоть что сделать - было бы желание...

 

Vladimir

[Реактивщик неотёсанный]

в кратком справочнике была таблица, но вроде есть и более полные - химики может точнее подскажут где?

 

http://libgen.info/s...%B8%D1%81%D0%BA

 

 

Спасибо большое!

 

а что это такое?

 

Так, насколько я знаю, в Китае называли пороховые ракеты

http://yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BA%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F+%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F+%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0+%D0%BE%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F+%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%B0&lr=54

 

http://www.mirf.ru/Articles/print1102.htm

Та-же система Капицы например работала при 8 ат - пневмосистемы или компрессора уже достаточно.

Компрессора от холодильника? Просто тут много где упоминаются самодельные насосы из компрессоров, и почти все компрессоры - от холодильника