Форум

Зеленый и Ужастный пишет:

цитата:

Увеличение подаваемого на электролизер напряжения увеличивает (нелинейно и до некоторого предела, определяемого процессами диффузи в растворе, в основном) плотность тока и снижает избирательность электрохимических реакций. Что опять-таки известно всем, кроме Гуру.

почитав вот эту ахинею, я задумался: а что же аткое на самом деел Электролиз?
И в глубинах своего древнего первобытного сознания я нашел правильный ответ.

Рассмотрим схему электролиза на примере свинцово-цинкового аккумулятора.
Как очевидно, в растворе там присутствует концентрированная серная кислота Н2SО4 и вода Н2О (раз это все-же раствор).
И кислота, и вода распадаются на отдельные ионы.
Н2SО4 = 2Н+ + SО4 2-
Н2О = Н+ + ОН-
Общая схема процесса окисления свинца под действием Эл. Тока:
РвО2 + Рв + 2 Н2SО4 = 2 РвSО4 + 2 Н2О
Как видно, свинец тут окисляется, то есть отдает электроны, и включается в состав мало растворимой соли (сульфата), то есть уходит из сферы реакции.
Водород (Н+) из раствора – принимает электроны и включается в состав воды (тоже относится к мало малодиссоциируемым соединениям), то есть фактически тоже уходит из сферы реакции.
Но это – под действием Эл. Тока, то есть приложенного напряжения (разности потенциалов на электродах).
Электролиз – это реакция, обратная данной, то есть выделение на катоде чистого свинца и его оксида.

Никель-кадмиевый аккумулятор – хитрее. В нем мы имеем дело с оксидом никеля, кадмием и раствором щелочи (NaOH, KOH или LiOH).
Всю реакцию можно написать так:
2NiO + Cd = Ni2O + CdO
Можно написать немного по-иному:
Ni2O + Cd = 2Ni + CdO
Можно и так:
Ni2O3 + Cd = 2NiO + CdO
Фокус – в том, что степени окисления никеля (в отличие от кобальта) бывают разные. Так что важно понять лишь следующее: перед началом реакции его степень окисления на один больше, чем в конце ее. То есть никель в процессе реакции принимает 1 электрон.
Кобальт – соответственно – отдает.

Точно так же действует и железо-никелевый аккумулятор, но роль кадмия начинает выполнять железо:
Ni2O3 + Fe = 2NiO + FeO
Все остальные реакции (для других степеней окисления никеля) – можно написать аналогично.

Свинцово-цинковый аккумулятор называется Кислотным (поскольку в нем налита кислота), никель-кадмиевый и железо-никелевый – Щелочным (поскольку в нем налита щелочь).

В чем же разница принципа действия?
Разберем сам процесс электролиза более подробно.
Если у нас в растворе присутствует распавшееся на ионы молекула воды, то электролитические реакции в растворе выглядят примерно так:
Н2О = Н+ + ОН-
Н+ + Н+ = Н2
2ОН- + 2ОН- = 2Н2О + О2
Но это – в нейтральной среде (содержание катионов Н+ - около 10 в минус седьмой степени, то есть pH = 7).
При этих условиях и измеряют так называемый стандартный электродный потенциал.
Потенциал перехода
Н+ + Н+ = Н2
Составляет в этих условиях минус 0,14В.
По другим (более приближенным) данным – 0В, но мы сейчас рассмотрим ниже более точные цифры.
Если же в растворе присутствует еще и некий металл (хотя бы в виде электрода), то мы должны рассмотреть и его стандартный электродный потенциал:

Если потенциал – менее отрицательный, нежели -0,14В, то на катоде выделяется металл, если потенциал – более отрицательный, нежели -0,76В, то на катоде выделяется водород.
По существу, ради удобства можно принять эту границу более приближенно (менее точно) – где-то в районе 1В.
Промежуточные металлы (Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn) – ведут себя по-разному в зависимости от концентрации в растворе ионов Н+, то есть - от кислотности среды.

В кислой среде - они дают возможность протекания вот такой реакции:
2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-
В щелочной среде – вот такой:
4ОН- = О2 + 2Н2О + 4е
В нейтральной:
2Н2О = О2 + 4Н+ + 4е

Как видно, кислород – образуется (выделяется) и в нейтральной, и в щелочной среде,
не образуется – только в кислой.

Меня не удивляет, что этого всего не знает Зеленый. Он - известный неуч и вообще болван (судя по его сообщениям на этом форуме).
Но очень любопытно, что про это - ни бе ни ме ни купреку и Скалда. Как она поступала куда-то там по химии, не освоив и школьной программы? Загадка. Наверное, по блату.