химический каталог




ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД вращающийся, особая форма твердого электрода, применяемого для электрохимический и электроаналит. исследований. На его использовании основан соответствующий метод исследования. Рабочей частью ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. служит диск из проводящего материала, запрессованный (или впаянный) в изолирующую оболочку. Электрод приводится во вращение вокруг своей оси при помощи электромотора. При этом жидкость, соприкасающаяся с центральное частью диска, отбрасывается к его краям, а на ее место снизу поступают новые порции (рис. 1). Вблизи электрода образуется пограничный гидродинамич. слой равномерной толщины, внутри которого - происходит постепенное нарастание скорости движения жидкости от нуля у самой поверхности электрода. Массоперенос вещества в пограничном гидродинамич. слое происходит в результате конвективной диффузии, причем толщина пограничного диффузионного слоя, который лежит внутри гидродинамич. слоя и в котором концентрация реагирующего на электроде вещества изменяется от значения с0 в глубине раствора до значения сз у поверхности электрода, постоянна в любой точке. Это означает, что вращающийся ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. равнодоступен в диффузионном отношении (т. е. скорость диффузии одинакова в любой точке поверхности диска). Если скорость реакции на ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. лимитируется массопереносом, то плотность тока (в отсутствие миграции реагирующих ионов) одинакова по всей поверхности и равна (в А/м2):

i = 0,62nFD2/3n-1/6w1/2(c0 - сз), (1)

где w - угловая скорость вращения электрода (рад/с), n - кинематич. вязкость раствора (м2/с), D - коэффициент диффузии реагирующего вещества (м2/с), n - число электронов, участвующих в реакции, F - число Фарадея, с0 и сз - концентрации (моль/м3). Точность формулы - 1-3%. С ростом поляризации электрода концентрация сз падает до 0, и ток i достигает предельного диффузионного значения (id). Д. э. не требует калибровки. Метод ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. применим для процессов, скорость которых лимитируется диффузией; характерный их признак - прямая пропорциональность между i и w1/2. Предел чувствительности ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. при аналит. определениях в режиме классич. вольтампeрометрии 10-10 моль/м3; в режиме "гидродинамич. вольтамперометрии" (т.е. с модуляцией ш по синусоидальному закону и синхронным детектированием переменного тока) 5.10-11 моль/м3; в режиме инверсионной вольтамперометрии - до 10-13 моль/м3.

Рис. 1. Схема дискового электрода: 1 - диск; 2 - изолирующая оболочка; 3 - раствор; 4 - токоподводящая ось. Рис. 2. Схема дискового электрода, вращающегося с кольцом: 1 - диск; 2 - кольцо; 3 - изолирующие оболочки; 4 - токопроводы.

С помощью метода ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. можно определить скорость собственно электрохимический стадии ik. Если (id и ik сравнимы по величине (случай смешанной кинетики), то из формулы (1) следует:

i/ik = 1 - i/0,62 nFD2/3 n-1/6c0w1/2. (2)

По эксперим. зависимости i от w определяют ik. Метод ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. также позволяет измерить скорость гомог. химический реакций. Если, например, реакция протекает в две последоват. стадии: (в объеме раствора, медленная), В b: С (на электроде, быстрая), то, измеряя зависимость i от w, можно определить константу скорости реакции k0. ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. широко применяется также в исследованиях коррозии металлов, гидродинамики, в аналит. химии. Важнейшая разновидность ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. - дисковый электрод, вращающийся с кольцом. Он состоит из диска и кольца, которые электрически независимы друг от друга, т. к. разделены узкой изолирующей прослойкой, а механически представляют единое целое и вращаются вокруг общей оси (рис. 2). Пов-сти диска и кольца лежат в одной плоскости. При вращении продукты реакции, образующиеся на диске, переносятся с потоком жидкости к кольцу и может быть обнаружены на нем по электрохимический реакциям окисления или восстановления. Если продукт реакции устойчив, то отношение тока на кольце к току на диске (так называемой коэффициент эффективности) не зависит от скорости вращения и определяется только радиусом диска и внутренним и внешним радиусами кольца. Если же продукт реакции нестойкий (например, исчезает в ходе реакции с компонентами раствора), то это отношение тем меньше, чем больше константа нестойкости и чем меньше скорость вращения электрода. Метод вращающегося ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД э. с кольцом используется для исследования механизма сложных многостадийных электродных процессов; для измерения времени жизни нестойких промежуточные продуктов; для исследования процессов адсорбции.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
стулья парковые
стоимость обслуживания чиллера hiref
участки с коммуникациями новорижское
виниловые наклейки на volvo

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
(20.10.2017)