Электрод поляризациясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

І. Кіріспе:
1. Электрохимиялық операциялар жылдамдығы

ІІ. Негізгі бөлім:
1. Электрод поляризациясы
2. Концентрациялық поляризация
3. Электрохимиялық поляризация

ІІІ. Қорытынды.

ІV. Қолданылған әдебиеттер.

Электрохимиялық операциалар жылдамдығы.

Электродтық процестер тепе-теңдік жағдайда өткенде жүйеде электр тогы
жүрмейді.
Егер электрохимиялық процес кезінде жүйеде электр тогының жүруі
байқалатын болса, ондай процестер тепе-теңдік емес, увқытқа байланысты
өзгеріп отыратын қайтымсыз процесс болады. Бұл қайтысыз процесті анықтайтын
парпметрлердің бәрі жүйеден өтетін ток күшіне тәуелді болады.
Ток күшіне байланысты өтетін элетродтық реакциалар, яғни тепе-
теңдіксіз элетрохимиялық процестер қарастырылады. Тепе-теңдіксіз
процестерді зерттейтін электрохимияның саласын электрохимиялық, электродтық
процестердің кинетикасы немесе электрохимиялық кинетика деп атайды.
Электрохимиялық кинетика химиялық кинетиканың жалпы заңдарымен
сипатталады.Химиялық кинетиканың негізгі постулаты, активтену энергиясы
туралы ұғым, реакция жылдамдығына температураның әсері. Сонымен қатар,
электрохимиялық кинетиканың өзіне тән ерекшеліктері бар.
Электрохимиялық жүйеде электр тогы екі жағдайда жүреді:
а) жүйеде электролиз өткенде
б) гальваникалық элемент не аккумулятор электр тогын беріп тұрған кезде
Сырттан берілген тоқтың әсерінен яғни электролизжүргенде электродтық
реакцианың тепе-теңдігі бұзылады. Берілген токтың бағытына байланысты
электродта не ктодтық тотықсыздану не анодтық тотығу реакциасы жүреді.
Электрохимиялық реакциаларды жылдамдығы жүйеден өтетін токтың күшімен
тығыз байланысты. Токтың күшін өзгерту арқылы жылдамдықты өзгертуге болады.
Сонымен бірге электрохимиялық реакцияның жылдамдығы реакция өтетін
гальваникалық элементтің электр қозғаушы күшімен де анықталады және
иондардың диффузиясымен байланысты болады. Соған сәйкес, әрбір электродта
өтетін электродтық потенциалымен және ион диффузиясымен анықталады.
Электрод пен ерітінді аралығындағы тепе-теңдік динамикалық тепе-
теңдік, яғни зарядталған бөлшектердің электродтан ерітіндіге және керісінше
ерітіндіден электродқа өтуі үздіксіз процесс. Тепе-теңдік орнағанда
бөлшектердің электродтан ерітіндіге және ерітіндіден электродқа ауысу
жылдамдықтары теңеседі. Бұл кезде электродпен ерітінді арасында белгілі бір
уақыт ішінде алмасатын токтың мөлшерін алмасу тогы деп атайды.
Тепе-теңдік күйде алмасу тогы катодтық токқа және анодтық токқа тең
болады.
Сөйтіп ол электродтық реакцияның жылдамдығын анықтайды. Алмасу тогы
рекцияның табиғатына және реакцияға қатысатын заттың табиғатына тәуелді
болады. Жүйеден ток өткенде электрод потенциалының тепе-теңдік мәнінен
ауытқумен байланысты поляризация құблысы алмсу тогы өзгереді.

Электрод поляризациясы.

Электрохимиялық жүйені сырқы ток көзімен жалғастырса жүйе тепе-теңдік
күйден тепе-теңдіксіз күйге көшіп, оның электродтарының потенциалы
өзгереді. Сөйтіп, сыртқы токтың әсеріне электродтың электрлік күйі өзгеруін
электрод поляризациясы деп атайды. Элетрод потенциалының тепе-теңдік мәні
мен тепе-теңдіксіз мәнінің айырмасы электрод поляризациясының шамасын
береді.
Электрод поляризациясы немесе аса кернеу деп аталады.
Электрод поляризациясы жүйеден өтетін токтың шамасына тәуелді. Токтың
тығыздығы өскен сайын поляризацияда өседі. Жүйеден ток өткенде анод және
катод потенциалдарының абсолюттік шамалары ұлғаяды\ анодтың потенциалы
бұрынғысынан да оң, катодтың потенциалы бұрынғысынан да теріс мәндерге ие
болады. Электродтық реакция гетерогенді процесс, ол электрод пен ерітінді
арасында өтеді де, жалпы алғанда мынадай сатылардан тұрады:
а) реакцияласушы заттардың ерітінді көлемінен электрод бетіне келуі;
б) электрохимиялық реакцияның өзі, ол элетрод пен ерітінді арасында
электродар не иондар тасымалдандымен байланысты;
в) фазалық өзгерістер сатысы (заттың сұйық күйден қатты күйге немесе,
керісінше, қатты күйден сұйық күйге өзгеруі, газ күйде бөлінуі);
г) электрохимиялық реакцияның алдында не соңында байқалатын қосалқы
химиялық реакциялар сатысы.
Электрод поляризациясы электродтық процестің жылдамдығын баяулатады.
Процестің жылдамдығы оның ең баяу сатысымен анықталатындықтан, поляризация
құблысыда осы баяу сатымен байланысты. Процестің қай сатысы баяу екені
белгілі болған жағдайда поляризация орнына аса кернеу дейтін ұғым
қолданылады. Егерде процестің ең баяу сатысы реацияласушы заттың ерітінді
ішінен электрод бетіне келуі болатын болса, бұл кезде пайда болатын
поляризацияны концентрациялық поляризация немесе диффузиялық поляризация
дейді. Егер ең баяу саты электрохимиялық реакцияның өзі болатын болса, ондн
электрохимиялық поляризация немесе қысқаша химиялық поляризация дейді.
Электрод поляризациясы жүйеден фазалық өзгерістермен немесе қосалқы
химиялық реакциялармен анықталатын болса, онда фазалық аса кернеу немесе
реакциялық аса кернеу деп атайды. Электродтық поляризацияның жалпы шамасы
аталған аса кернеулердің барлығының қосындысына тең.
Электрохимиялық реакциялардың жылдамдығы химиялық кинетиканың жалпы
заңдарына бағынумен қатар, электродтың потенциалы мен поляризациясына да
байланысты. Ал электродтың потенциалымен поляризациясы жүйедегі ток
тығыздығына, ток күшіне тәуелді.
Бұл тәуелділіктің графигіндегі қисықтарды кинетикалық қисықтар немесе
поляризациялық қисықтар деп атайды. Бұл қисықтарды өрнектейтін
математикалық теңдеулер кинетикалық теңдеулер болып табылады.
Тепе-теңдіксіз электрохимиялық жүйелердің практикада қолданылуында
поляризация құблысы өте маңызды роль атқарады. Поляризацияланған
электродтың потенциалын білу арқылы электролиз өтетін жүйенің химиялық ток
көздерінің кернеуін анықтауға болады.
Аса кернеудің сандық мәні мен табиғатына қарап электрохимиялық
реакцияның өтуінің тиімді жағдайлары анықталады. Электрохимиялық жүйеде
көптеген процестердің өтуі мысалы катодта бөлінетін металл тұнбасының
құрылымы, реакциядан шығатын өнімнің құрамында әр түрлі қоспаладың болуы.
Осы аса кернеудің шамасына басты мақсаты электродтық реакциялардың
жылдамдығына кері әсер ететін факторлады ашу, аса кернеудің болу себептерін
анықтау болып табылады.
Реакцияға түсуші заттардың иондар, молекулалар электрод бетіне
диффузияланып тасымалдану сатысы ең баяу процесс болған кезде электродтар
концентрациялық поляризацияға ұшырайтыны жоғарыда айтылды. Заттардың
тасымалдануы жалпы алғанда мына құбылыстардың әсеріне болады.
а) зарядталған бөлшектердің миграциясы
б) заттың ерітіндідегі концентрациясы мен электрод бетіндегі
концентрациясының әр түрлі болуынан жүретін диффузия құблысы.
в) конвекция құблысы әсерінен тасымалдануы
Диффузиялық аса кернеудің немесе концентрациялық поляризацияның Нернст және
Бруннер теориясында зат тасымалдануына миграция мен диффузия құблыстарының
әсері кейбір электродтар мысалы айналмалы электродтар үшін ғана ескеріледі.

Концентрациялық поляризация.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.