химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

диссоциации электролитов (солей, кислот и оснований) водные растворы электролитов имеют ионную проводимость. Аномальной высокой подвижностью в водных растворах обладают ионы водорода и гидроксида, поэтому наиболее высокую электрическую проводимость имеют растворы сильных кислот (H2S04, НС1, HBF4, НСЮ4 и др.) и щелочей, благодаря че47 му они нашли применение в качестве ионных проводников. В растворах щелочей устойчивы многие металлы, поэтому растворы щелочей, и прежде всего растворы КОН, широко применяются в электрохимических устройствах. К недостаткам растворов щелочей следует отнести их взаимодействие с диоксидом углерода (карбонизацию):

С02+2 0Н-:Р±СО§-+Н20. (1.96)

Образующиеся карбонаты могут кристаллизоваться на электродах, ухудшая их активность. Кроме того, подвижность карбонат-ионов ниже подвижности гидроксид-ионов.

Наиболее широкое применение из кислотных электролитов нашли растворы серной кислоты благодаря высокой электрической проводимости и невысокой стоимости. Кроме того, применяются растворы Н3РО4, НСЮ4, HBF4 и др. К недостаткам кислотных электролитов следует отнести их высокую коррозионную агрессивность. Менее агрессивны растворы солей, причем многие из них относительно недороги. В элементах нашли применение растворы NH4C1, NaCl, ZnCl2 и др.

В сответствии с (1.92) электрическая проводимость возрастает с увеличением концентрации ионов. В то же время с увеличением концентрации ионов уменьшается их подвижность, поэтому кривая зависимости удельной электрической проводимости от концентрации для многих растворов электролитов проходит через максимум концентрации (рис. 1.5). Электрическая проводимость возрастает с повышением температуры (1.95). Энергия активации Wa для водных растворов электролитов лежит в пределах 8-16 кДж/моль.

1.6.2. Неводные растворы электролитов. Вода термодинамически устойчива в узких пределах значений потенциалов при обычных условиях. Поэтому при создании элементов с более высокими значениями ЭДС необходимо применение растворителей, устойчивых в более широких пределах потенциалов. В качестве таких растворителей применяются либо органические, либо неорганические растворители [9,51]. Выбор этих растворителей определяется как их устойчивостью, так и способностью растворять электролиты и обеспечивать ионизацию последних. Электролитическая диссоциация электролитов в неводных растворах зависит от диэлектрической проницаемости растворителей и способности растворителя к комплексообразованиюi

jj3 органических растворителей нашли применение пропилен-карбонат С3Н6С03, тетрагидрофуран (СН2)40, бутиролактон (СН2)зОСО' диметилсульфоксид (CH3)2SO, ацетонитрил CH3CN, диметилформамид (CH3)2NCOH и др., из неорганических растворителей - тионилхлорид SOCl2 и сульфурилхлорид S02C1. Некоторые растворители (SOCl2, S02C12)являются одновременно и окислителями. Многие их этих растворителей устойчивы в широких диапазонах температур. Например, при обычном давлении пропиленкарбонат находится в жидком состоянии при температурах от - 49,2 до + 242°С.

В качестве электролитов неводных растворов применяются соли хлорной (НСЮ4), борфтористоводородной (HBF4) и других сложных кислот. Термодинамическая устойчивость неводных растворов обычно выше, чем водных растворов. Например, растворы LiC104 в пропиленкарбснате устойчивы в пределах потенциалов от + 2,2 до - 3,2 В (на платиновых электродах). Это позволяет использовать в неводных растворах такие сильные восстановители, как щелочные металлы.

К существенным недостаткам неводных растворов электролитов следует отнести невысокую электрическую проводимость, которая при комнатных температурах составляет 5 • 10"1-10° Ом"1, м'^-т.е. на один-два порядка меньше, чем у водных растворов.

1.6.3. Расплавленные электролиты. Ионной проводимостью в расплавленном состоянии обладают вещества, которые в твердом состоянии имеют ионное строение. Электрическая проводимость расплавов солей растет с увеличением заряда и уменьшением размеров ионов. Удельная электрическая проводимость расплавленных солей при температурах, близких к температурам плавления, на один-два порядка выше электрической проводимости их водных растворов [54]. Электрическая проводимость расплавов возрастает с увеличением температуры в соответствии с уравнением (1.95). Значения Wa для расплавов лежат в пределах 5-20 кДж/моль.

Так как объемная концентарция индивидуальных расплавов постоянна, то их электрическая проводимость зависит лишь °т природы электролита и температуры. Однако для снижения температуры плавления зачастую в элементах используют смесь солей. Электрическая проводимость расплавов смеси солей не подчиняется правилу аддитивности даже в случае, Когда компоненты не взаимодействуют друг с другом.

48

49

К недостаткам расплавленных электролитов следует отнести их высокую коррозионную активность и иногда невысокую стабильность.

1.6.4. Твердые электролиты. Вещества, которые в твердом состоянии обладают ионной проводимостью, получили название "твердые электролиты". Ионная проводимость крис

страница 16
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Скачать книгу "Электрохимическая энергетика" (2.11Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стул изо оптом
скамья волна

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(30.04.2017)