Электролиз переменным током

[dsn]

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

[dsn]

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.

[Шаров]

Дорогой друг, я, кажется, понял, в чем дело.

Вы сравниваете электролиз постоянным и переменным полем при одинаковой плотности тока 1 А/см^2. Но дело в том, что при переменном токе этот ток носит в основном емкостной характер!!! При одной фазе напряжения ионы движутся от одного электрода к другому, образуют двойной электрический слой (на обоих электродах), при смене фазы они движутся в обратном направлении. При этом Ваш амперметр регистрирует ток, даже если бы окислительно-восстановительные процессы на электродах совсем не происходили бы! Все равно, что Вы пропускаете ток через два последовательно соединенных конденсатора - если напряжение переменное, то ток идет, если постоянное - не идет. Сопротивление Вашей системы переменному току гораздо меньше, чем переменному. Напряжение у Вас в случае переменного тока гораздо меньше, не правда ли? Думаю, что если бы напряжения были сравнимы, то и выделение газов было бы сравнимым.

[недоучка]

Дорогой друг, я, кажется, понял, в чем дело.

Вы сравниваете электролиз постоянным и переменным полем при одинаковой плотности тока 1 А/см^2. Но дело в том, что при переменном токе этот ток носит в основном емкостной характер!!! При одной фазе напряжения ионы движутся от одного электрода к другому, образуют двойной электрический слой (на обоих электродах), при смене фазы они движутся в обратном направлении. При этом Ваш амперметр регистрирует ток, даже если бы окислительно-восстановительные процессы на электродах совсем не происходили бы! Все равно, что Вы пропускаете ток через два последовательно соединенных конденсатора - если напряжение переменное, то ток идет, если постоянное - не идет. Сопротивление Вашей системы переменному току гораздо меньше, чем переменному. Напряжение у Вас в случае переменного тока гораздо меньше, не правда ли? Думаю, что если бы напряжения были сравнимы, то и выделение газов было бы сравнимым.

" В основном емкостной характер ... ".

А когда "емкостной" характер переходит в "неемкостной", а электролитический? При какой частоте? Насколько я припоминаю, выделение газов при электролизе р-ра NaCl и увеличение проходящего тока происходит в течении долей 0,2 -0,5.. секунды.

И зачем перемешивать раствор электролита механически, когда это необходимо,чтоб продукты на катоде и аноде вступали в реакцию в объеме раствора, если просто можно менять полярность электродов?

[popoveo]

Ради интереса провел электролиз ПОСТОЯННЫМ пульсирующим током с частотой 50Гц. Газы выделяются. Если задрать частоту до пары кГц выделение газов становится заметно меньше, но оно все же есть. Отсюда вывод - ионы бегать туда-сюда успевают. Поэтому возможное объяснение - атомы газов не успевают объединяться в молекулы, в результате атомарный водород на поверхности электрода реагирует с атомарным кислородом, образуя воду.

[Garkonia]

Ради интереса провел электролиз ПОСТОЯННЫМ пульсирующим током с частотой 50Гц. Газы выделяются. Если задрать частоту до пары кГц выделение газов становится заметно меньше, но оно все же есть. Отсюда вывод - ионы бегать туда-сюда успевают. Поэтому возможное объяснение - атомы газов не успевают объединяться в молекулы, в результате атомарный водород на поверхности электрода реагирует с атомарным кислородом, образуя воду.

Переменный ток отличается от постоянного только амплитудой.Это видно на осцилографе. 50 герц или 100 отвечают только за эту же амплитуду. Чем больше частота, тем чаще будет преодоливатся граница "равного тока" в напряжении. При этом при увеличении частоты менее виден X. При электролизе чем больше частота, тем более пробой, поэтому на практике стараются применять сглаживающие устройства при одинаковой частоте. С другой стороны увеличение частоты можно использовать как идеальную замену постоянному току, что на сегодняшний день и практикуется не у нас.

[stallker]

Переменный ток отличается от постоянного только амплитудой.Это видно на осцилографе. 50 герц или 100 отвечают только за эту же амплитуду. Чем больше частота, тем чаще будет преодоливатся граница "равного тока" в напряжении. При этом при увеличении частоты менее виден X. При электролизе чем больше частота, тем более пробой, поэтому на практике стараются применять сглаживающие устройства при одинаковой частоте. С другой стороны увеличение частоты можно использовать как идеальную замену постоянному току, что на сегодняшний день и практикуется не у нас.

Переменный потому что меняет направление.

[Garkonia]

Переменный потому что меняет направление.

Вот как ток может поменять напрвление? Он что сначала уходит от генератора, а потом обратно в генератор? Чушь.

[stallker]

Вот как ток может поменять напрвление? Он что сначала уходит от генератора, а потом обратно в генератор? Чушь.

Уходит и приходит 50 раз в секунду. Диодный мост разворачивает это движение в одну сторону.

Основы электроники.

[Garkonia]

Уходит и приходит 50 раз в секунду. Диодный мост разворачивает это движение в одну сторону.

Основы электроники.

Чушь. 50 раз, это 50 раз в минуту пересекается магнитное поле. В сети принято применять 50 герц. С такими оборотами работают наши генераторы на электростанциях. И если падают обороты генератора то и падает частота в сети. Раскрутите быстрее будут чаще пересекатся магниты будет больше частота. Откуда ток берется? Когда магниты начинают пересекатся это один полупериод, когда магниты кончают пересекатся это второй полупериод и когда магниты находятся один против другого как раз и есть точка из которой выходят електроны и эта величина есть постоянной. До этого и после этого количество электронов то увеличивается то уменьшается. Соответственно и ток. По середине он постоянный, а в полупериодах нет. Называют их верхним и нижним полупериодом. Диоды как раз и служат для того, чтобы уменьшить эти полупериоды, потому как следуют они один за другим и накладываются друг на друга. Но какие бы не были диоды или другие полупроводники, которые пропускают как раз только один полупериод и сколько бы их не ставили они не в силах исключить все полупериоды, а только лишь уменшить, тоисть подровнять непостоянную величину. Идеального постоянного тока не бывает, тем более с генератора. Поэтому и начали заниматься частотой, как заменой постоянному току. Частоту можно поднять на тисячи единиц измерения и ток при этом мало чем будет отличатся от "выпрямленного"