Электролиз переменным током

[Vova]

Vova.

 

Ну как всегда. Это же надо дать «пустую» ссылку. Не отрывающиеся (недостоверную, зараженную вирусом).

 

Ну ладно с юмором напряг. Бывает. Как говорят у вас в Одессе. «Юмор, он или есть, или его нет – третьего не дано.»

Ну зачем же так грубо фальсифицировать со ссылками. Еще один такой демарш, и я полностью игнорирую любое упоминание Vova.

 

треугол

Я понимаю, что это звучит для вас странно, но путем магических заклинаний ссылки не открываются. Чтобы они открылись на них надо нажать мышкой. И вирусов там нет - у меня последняя версия баз NOD 32.

Вы можете говорить что угодно, но любой желающий может открыть эти ссылки. Или задать поиск в Гугле .

Выдало 233 тысячи ссылок. Но разумеется все они не открываются и каждая из них заражена вирусом

[aversun]

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 ?

Натрий вообще в водных растворах не будет восстанавливаться на инертном катоде "Рассматривая катодные процессы, протекающие при электролизе водных растворов, нужно учитывать величину потенциала процесса восстановления ионов водорода. Этот потенциал зависит от концентрации ионов водорода и в случае нейтральных растворов (рН=7) имеет значение φ=-0,059x7=-0,41 В. Отсюда ясно, что если электролит образован металлом, электродный потенциал которого значительно положительнее, чем –0,41 В, то из нейтрального раствора у катода будет выделяться металл. Такие металлы находятся в ряду напряжений вблизи водорода (начиная приблизительно от олова) и после него. Наоборот, в случае электролитов, металл которых имеет потенциал значительно более отрицательный, чем –0,41 В, металл восстанавливаться не будет, а произойдёт выделение водорода. К таким металлам относятся металлы начала ряда напряжений—приблизительно до титана. Наконец, если потенциал металла близок к величине –0,41 В (металлы средней части ряда—Zn, Cr, Fe, Ni), то в зависимости от концентрации раствора и условий электролиза возможно как восстановление металла, так и выделение водорода; нередко наблюдается совместное выделение металла и водорода", потенциал осаждения натрия -2,71 В, так что на твердом катоде преимущественно выделяется водород. На катоде идет реакция H3O⁺ e ==> H + H2O, на аноде OH^- ==> H2O + O + e.

[dsn]

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.

[dsn]

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.

[Plutoniy]

Во-первых, пишешь красиво, но

во-вторых, ты разницу между переменным и постоянным током видишь только в частоте (если так, то это заблуждение: разница лишь в том, что постоянный ток- это когда свободные электроны в проводнике движутся в одну сторону; а переменный: то в одну то в другую с частотой, которую ты указываешь, при постоянном же токе можно сказать, что отсеивается обратный ток, если используешь выпрямитель, конечно). У мну использовался самодельный выпрямитель на 9 вольт, в качестве электоролита добавлял NaCl. Ниче реакция шлаЁ потом проверяд этот гремучий газЁ когда набирал порядка 5куб.см. хлопок был, следовательно оно.

[aversun]

Переменный ток давно применяется в при электрохимической обработке материалов, например электрохимическое оксидирование алюминия переменным током применяется даже в любительских условиях http://www.anytech.narod.ru/eOxid_Al.htm#eOxAl. Всем известно восстановление аккумуляторов с помощью переменного ассимитричного зарядного тока, когда на полуволну зарядного тока, призодится полуволна тока обратной полярности представляющая собой 1/10 величины тока зарядк,таким способом удается даже перезаряжать неперезаряжаемые щелочные батареи. Кроме того существуют схемы с периодическим изменением полярности, например при изготовлениии платинированных платиновых электродов, полярность меняется казжые 30 секунд. Вообще, в электролизе часто применяется применяется прием периодической смены полярности, например при электрополировании и др. случаях. По поводу влияния частоты тока на электролиз, то вопрос этот довольно сложный, определяется подвижностью ионов, временем релаксации двойного электрического слоя на поверхности раздела электролит-метал и другими причинами.

[треугол]

dsn

 

Следовательно, во времени, к сообщению № 26, дискуссия медленно перетекла к кинетике процесса, о чем собственно и был задан вопрос в сообщении № 1.

Более точно к кинетике процессов в «неравновесных условиях». Да совсем не простой вопрос, но всегда интересный. Вот в этом то и отличие электролиза (естественно исключительно на постоянном токе) и «электролиза на переменном токе».

 

А вы посмотрели бы, возможные цепочки, процессов. От «условия образования» молекул газа при электролизе – и далее - образование газового зародыша (на плоскости) электрода – его рост до некоторого объема – отрыв пузырька от электрода. Это довольно медленный процесс, особенно рост газового пузырька. И если его время больше чем время периода необходимого напряжения на электроде. То при изменении и смене полярности возможно и протекание процесса в обратном направлении. В том числе и, растворение газового пузырька и далее (гальванический элемент). И все это приводит к тепловаделению, а не образованию газа.

 

Впрочем если изменить условия опыта, например - быстро «соскребать» образующие зародыши газа с поверхности электрода и перевод их в объем электролита, то наверно можно и получить некоторый объем «гремучего» газа. Ну это, в прочем уже, задача для «механоактивации». И наверно физики, если частота тока достаточна высока.

 

треугол

[Vova]

Что я могу сказать. При невысоких частотах (50 Гц включительно) электролиз при переменном токе существенно не отличается от электролиза при постоянном. Хотя есть довольно важная деталь: значительное уменьшение электродной поляризации.

Ну а если постоянно увеличивать частоту, то понятно, что рано или поздно электоролиз прекратится. Подвижность ионов - величина не бесконечная.

 

Насчет того выделяется ли водород непосредственно или через стадию образования натрия сказать трудно. Мне кажется более аргументированной точка зрения dsn. Ведь если Na+ идет к катоду, то что же с ним дальше там происходит? Добавление щелочи ускоряет эл-з и увеличивает проводимость, но уменьшает С(Н+).

[Paulus]

"Из второго Вашего предложения я вижу, что мои посты вы не читали ... " - Читал. Но, увы, не все.

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. Зачем же тогда он нужен? Наверное, для изменения ионной силы (http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1181.html). Об отсутсвтвии водорода при переменном токе в 50 Гц у меня есть лишь "очень относительные" предположения. Потому оставлю их при себе.

[dsn]

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+??