Поляризация электрода - Электрохимические методы анализа
Если к системе электродов, погруженных в раствор, приложить напряжение, то по цепи будет проходить электрический ток. При этом на электродах будут протекать электрохимические реакции окисления на аноде и восстановления на катоде. Ион может вступать в электрохимическую реакцию, только если достигается соответствующий окислительно-восстановительный потенциал, однако нередко электрохимическая реакция все равно не протекает. Причина этого кроется в сложном механизме электрохимического процесса, который включает:
1) перенос вещества к поверхности электрода;
- 2) передачу электрона (данная стадия может быть обратимой и необратимой, например реакция Fe3+ + з = Fe2+ обратима, а реакция + 8H+ + 5з = Mn2+ + 4H2O является многостадийной и не обратима); 3) отвод продуктов реакции, который в зависимости от природы иона и материала электрода может включать:
A) перенос вещества от поверхности обратно в раствор;
B) растворение вещества в материале электрода (в случае ртутного электрода);
C) электрокристаллизацию на поверхности электрода;
D) выделение газа;
E) химические реакции с образованием конечных продуктов.
Скорость процесса электропревращения определяется самой медленной его стадией. Если скорость какой-либо из стадий равна нулю, процесс вообще не протекает. В результате для протекания электродной реакции к электроду необходимо приложить дополнительный потенциал.
Поляризация может быть связана с различными стадиями электродного процесса, в соответствии с этим различают два вида поляризации - кинетическую и концентрационную.
Кинетическая поляризация (активационное перенапряжение) представляет собой сумму эффектов, связанных со стадиями 2, 3b, 3c, 3d и 3e. Этот вид поляризации зависит от материала электрода: для электродов из графита, платины, свинца, цинка и особенно ртути характерна наибольшая поляризация, а для хлоридсеребряного, каломельного и медного электродов поляризация не характерна. Обычно кинетическая поляризация уменьшается при уменьшении плотности тока и увеличении температуры. Она определяется рядом неконтролируемых параметров, поэтому ее невозможно точно рассчитать, а необходимо установить опытным путем.
Кинетическая поляризация существенно влияет на ток, протекающий через электрохимическую ячейку. На рис. 24 приведены зависимости тока от напряжения для двух электродных систем, помещенных в раствор инертного фонового электролита. Для первой системы, состоящей из медного рабочего электрода и неполяризованного электрода сравнения, ток непосредственно зависит от напряжения и описывается законом Ома. Такая электродная система не представляет интереса для химического анализа.
Во второй электродной системе в качестве рабочего используется поляризуемый ртутный электрод. На рисунке показано, что в области потенциалов от + 0,2 до - 2,0 В ток через электроды практически не протекает. За пределами этого диапазона ток резко увеличивается. Катодный ток в области отрицательных потенциалов обусловлен восстановлением ионов водорода. В положительной области потенциалов анодный ток вызван растворением ртути в результате электрохимической реакции.
Рис. 24. Вольтамперные характеристики неполяризуемого медного (1) и поляризуемого ртутного капельного (2) электродов
Концентрационная поляризация возникает, когда кинетическая поляризация незначительна, однако на ток существенно влияют стадии 1 и 3a, то есть лимитирующими стадиями процесса являются скорость передачи вещества из глубины раствора в приэлектродный слой или отвода из него продуктов. Если перенос вещества протекает путем диффузии, то говорят о диффузионной поляризации. Этот вид поляризации наблюдается только при высокой плотности тока на электроде. В отличие от кинетической поляризации при концентрационной поляризации ток не равен 0, а имеет определенное значение, которое не зависит от потенциала.
Таким образом, поляризованным следует считать электрод, для которого ток не зависит от потенциала.
Похожие статьи
-
Стеклянный электрод - Электрохимические методы анализа
Одним из ионоселективных электродов, очень широко используемым в аналитической практике, является Стеклянный электрод . Стеклянный электрод - это ИСЭ,...
-
Электроды в потенциометрии. Назначение - Электрохимические методы анализа
Электроды, которые используются в потенциометрии, различаются по Назначению и по Принципу действия . В зависимости от назначения электроды бывают...
-
В каждом конкретном случае проведения анализа с использованием метода потенциометрии химик-аналитик должен обоснованно выбрать электродную систему....
-
Если ИСЭ погрузить в раствор, содержащий определяемые ионы А, то на внешней и внутренней поверхности мембраны будет происходить обмен ионами А: А(м)...
-
Электрохимические методы анализа - Электрохимические методы анализа
Электрохимические методы анализа (ЭХМА) основаны на использовании процессов, которые протекают на поверхности электродов или в приэлектродном...
-
Основные электрохимические характеристики ИСЭ - Электрохимические методы анализа
Основными Электрохимическими характеристиками любого ИСЭ являются: § интервал выполнения электродной функции; § крутизна электродной функции; § предел...
-
Кривые кондуктометрического титрования - Электрохимические методы анализа
В ходе титрования электропроводность будет заметно меняться, если вводить или удалять ионы с высокой подвижностью. Чаще всего продуктом реакции является...
-
Вольтамперометрия - Электрохимические методы анализа
Применение вольтамперометрии в аналитических целях началось с разработки в 1922 г чешским ученым Я. Гейровским полярографического метода анализа. Он...
-
Кондуктометрическое титрование - Электрохимические методы анализа
Сущность метода заключается в том, что измеряют электрическую проводимость раствора в ходе титрования и строят кривую титрования. Кривая титрования...
-
Потенциометрия, Способы проведения анализа в потенциометрии - Электрохимические методы анализа
Метод возник в 1893 г., когда немецкий химик Р. Беренд впервые провел потенциометрическое титрование. Потенциометрический метод анализа основан на...
-
Полярографический метод анализа
Полярография -- метод качественного и количественного химического анализа, основанный на получении кривых зависимости величины тока от напряжения в цепи,...
-
Задачи и методы качественного анализа - Основы аналитической химии
Обнаружение или, как иногда говорят, "открытие" отдельных элементов или ионов, входящих в состав веществ - это задачи качественного анализа. Качественный...
-
Ионоселективные электроды - Электрохимические методы анализа
Ионоселективные электроды (ИСЭ) - это датчики, позволяющие избирательно определять активность одних ионов в присутствии других. ИСЭ состоят из следующих...
-
Электроды в потенциометрии. Принцип действия - Электрохимические методы анализа
В зависимости от принципа действия различают Электронообменные (металлические) и Мембранные (ионоселективные) электроды. Сравнительная характеристика...
-
Элементы матричного анализа - Методы решения системы линейных уравнений
Вектором, как на плоскости, так и в пространстве, называется направленный Отрезок , то есть такой Отрезок , один из концов которого выделен и называется...
-
Эквивалентная электропроводность и подвижность ионов - Электрохимические методы анализа
Эквивалентная электропроводность ( Л ) - это электропроводность раствора, содержащего 1 моль экв электролита, измеренная при расстоянии между электродами...
-
Качественные методы анализа - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Рециркуляционных реакционно-ректификационных процессов. При анализе сложных ХТС, характеризующихся большим числом параметров и переменных необходимо...
-
Часто излом на кривых кондуктометрического титрования получается нечетким, закругленным. В этом случае для нахождения объема титранта в к. т. т....
-
Электрохимические процессы, Электродный потенциал - Систематика химических элементов
Электродный потенциал Электрохимические процессы - Это процессы взаимного превращения химической и электрической форм энергии. Их можно разделить на две...
-
Адсорбционные явления чрезвычайно широко распространены в живой и неживой природе. Толщи горных пород и почвы являются огромными колоннами с...
-
Методы кондуктометрии - Электрохимические методы исследования
Контактные методы. Измерения проводят с помощью контактных ячеек (рис. 3, а). При этом используют электроды из Pt, Ti, нержавеющей стали и др. Для...
-
Электрическое сопротивление - Электрохимические методы исследования
Основной константой, характеризующей электрические свойства вещества, является удельное электрическое сопротивление, зависящее от природы вещества и от...
-
Правила построения рядов динамики - Методы анализа основной тендеции развития в рядах динамики
При построении динамических рядов необходимо соблюдать определенные правила: основным условием для получения правильных выводов при анализе рядов...
-
Методика отбора и хранения проб Отбор и хранение проб производилось согласно ГОСТ Р 51592-2000 "Общие требования к отбору проб".[35,36] Пробы воды в...
-
Задачи и методы количественного анализа - Основы аналитической химии
Количественный анализ - это совокупность химических, физико-химических и физических методов определения количественного соотношения компонентов, входящих...
-
Уровень науки и техники Надежность средств, с помощью которых человек достигает космоса высокая, но не идеальна. РН -- сложная конструкция, и даже в...
-
Количественный анализ - это совокупность, химических, физико-химических и физических методов определения количественного соотношения компонентов,...
-
По существу морская вода является хлоридно-сульфатно-натриево-магниевым раствором, в котором в виде следов и примесей находятся все остальные химические...
-
В основу классификаций хроматографических методов положены принципы, учитывающие следующие различные особенности процесса разделения: * различия в...
-
Адсорбционные методы исследования свойств поверхности позволяют количественно охарактеризовать происходящие при адсорбции межмолекулярные взаимодействия,...
-
Прямая кондуктометрия - Электрохимические методы анализа
Сущность метода Прямой кондуктометрии заключается в том, что концентрацию вещества определяют по результатам измерения электрической проводимости (или...
-
Регрессионный метод оценки, апроксимационные модели - Корреляционно-регрессионный анализ
При изучении любого процесса (физического, социального) прихоится сталкиваться с необходимостью представлять его в качестве некоторой модели, т. е. в...
-
Кондуктометрия, Основные узлы приборов - Электрохимические методы анализа
Кондуктометрия является старейшим, самым простым и наименее селективным из электрохимических методов анализа. Метод возник в 1885 г., когда Кольрауш...
-
МЕТОДЫ СРАВНИТЕЛЬНОГО ШКАЛИРОВАНИЯ - Многомерный статистический анализ
Шкалирование методом попарного сравнения - Это метод сравнительного шкалирования, при котором респонденту дается два объекта для выбора по определенному...
-
Способы улучшения качества дизельного топлива - Сравнительный анализ методов обессеривания
Специальные присадки Понижение содержания серы в дизельном топливе, как правило, приводит к уменьшению его смазывающих свойств, поэтому для дизельных...
-
Теоретические основы кондуктометрического метода анализа - Электрохимические методы исследования
Кондуктометрические методы анализа основаны на измерении электропроводности исследуемых растворов. Существует несколько методов кондуктометрического...
-
Рассмотрим простейший гальванический элемент Даниэля-Якоби, состоящий из двух полуэлементов - цинковой и медной пластин, помещенных в растворы сульфатов...
-
Одним из наиболее важных аспектов построения систем моделирования является проблема цели. Любую модель строят в зависимости от цели, которую ставит перед...
-
В настоящее время производственные методы получения формальдегида большим разнообразием не отличаются. Так, в реакциях восстановления СО и СО2 Водой...
-
Легирование В настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Оказалось, что при...
Поляризация электрода - Электрохимические методы анализа