Законы Фарадея

Законы Фарадея являются количественными законами электролиза.

 

Первый закон Фарадея:

Масса вещества, выделяющегося на электродах, прямо пропорциональна количеству прошедшего через раствор электричества

.

 

Второй закон Фарадея:

При прохождении через расплав или раствор электролита 96500 Кл электричества на электродах выделяется 1 моль эквивалента вещества.

- электрохимический эквивалент вещества.

- объединённый закон Фарадея.

 

 

Поляризация при электролизе

Поляризация при электролизе складывается из собственно поляризации, которая делится на химическую и концентрационную, и перенапряжения.

 

Химическая поляризация

Химическая поляризация возникает при использовании инертных электродов.

.

 

.

Какими бы ни были инертные электроды (Pt, С, керамика), все они прекрасно адсорбируют газы.

.

Платина – анод насыщается хлором; платина – катод поглощает водород.

Хлор может только восстанавливаться, водород - окисляться:

.

В электролизере образуется гальванический элемент:

.

Электродвижущая сила возникшего гальванического элемента направлена против внешнего напряжения и ослабляет его.

Данный вид поляризации называется химическим по той причине, что электроды как бы меняют свою химическую природу.

Поляризация играет отрицательную роль, так как она приводит к перерасходу электроэнергии.

С химической поляризацией борются химическим путем. В раствор добавляют вещества, которые очищают электроды от поглощённых газов.

 

Концентрационная поляризация

Данная поляризация происходит при активном аноде, например, серебряном

.

В силу диффузии ионы серебра от анода стремятся к катоду, где они начнут восстанавливаться как более сильные окислители.

Поскольку диффузия в жидкостях медленная, концентрация ионов Ag в анодном пространстве намного выше, чем в катодном.
Вследствие этого в электролизере возникает концентрационный гальванический элемент.

ЭДС возникшего концентрационного элемента также направлена против внешнего напряжения и ослабляет его.

С концентрационной поляризацией бороться гораздо проще, чем с химической. Ее устраняют перемешиванием раствора.

 

Перенапряжение электрода

Перенапряжением электрода называют разность между фактическим и теоретическим электродными потенциалами.

Перенапряжение металлов настолько мало, что им пренебрегают. Велико перенапряжение водорода и кислорода.

Перенапряжение водорода велико при следующих условиях:

• малых плотностях тока,
• низких температурах раствора.

Перенапряжение также зависит от материала катода.

Перенапряжение водорода наиболее велико на тех металлах, которые в ряду напряжений располагаются вблизи водорода.

Перенапряжение водорода может играть как отрицательную, так и положительную роль.

Отрицательную роль оно играет при необходимости получить водород электролитическим путем.

Положительна роль перенапряжения при необходимости получить с помощью электролиза какой - либо металл, находящийся в ряду напряжений до водорода.

Можно создать условия (плотность тока, температура раствора, материал катода, посторонние ионы в растворе), при которых вследствие высокого перенапряжения водорода из раствора можно восстановить металлы, стоящие в ряду напряжения до водорода, (вплоть до алюминия).