Какие электроды бывают | Что такое электрод
Вопрос-ответ
- Какие электроды лучше для инвертора
- Как правильно выбрать ток при сварке
- Как правильно выбрать электроды
- Какие методы сварки бывают
Какие электроды лучше для инвертора
Для Вашего инвертора мы рекомендуем использовать сварочные электроды ООО Ватра. Электроды выпускаются на заводе уже с 1992 года их состав постоянно совершенствуется.
В выпускаемой линейке вы найдете все электроды для ручной дуговой сварки с разным покрытием. Низкие цены, полный ассортимент и использование мировых производственных компаний наших электродов –это несомненно конкурентное преимущество на рынке.
У нас на сайте вы можете оставить заказ на пробную пачку для испытаний. Мы всегда открыты для наших клиентов.
Как правильно выбрать ток при сварке
Для правильного выбора сварочного тока можно воспользоваться таблицей в которой приведен расчет по формуле:
Ток = 1 мм диаметра электрода * от 30 до 40 А сварочного тока
Имеем электроды диаметром 3 мм, то диапазон сварочного тока будет равен от 90 до 120 А.
Для того, чтобы варить электродом 3 мм сварочный аппарат должен иметь максимальный ток не менее 120 А.
Важно: при сварке вертикальных и потолочных швов, силу тока уменьшают на 10-20%
|
Диаметр электрода, мм |
Сварочный ток, А |
|
1,6 |
35-60 |
|
2,0 |
30-80 |
|
2,5 |
50-110 |
|
3,0 |
70-130 |
|
3,2 |
80-140 |
|
4,0 |
110-170 |
|
5,0 |
150-220 |
Как правильно выбрать электроды
При подборе электродов специалист по продажам Вам задаст несколько вопросов от которых зависит выбор того или иного сварочного материала.
Выбор электрода и его диаметра напрямую зависит от свариваемого материала. Электрод –это металлический стержень с нанесенным на него электродным покрытием. Состав стержня электрода должен быть похож по составу на свариваемый материал. А толщина электрода зависит от толщины свариваемого изделия. В таблице вы найдете рекомендации по выбору электрода.
|
Толщина металла, мм |
Диаметр электрода, мм |
|
2-3 |
1,6 / 2,0 |
|
3-5 |
2,0 / 2,5 / 3,0 / 3,2 / 4,0 |
|
5-8 |
3,0 / 3,2 / 4,0 / 5,0 |
Какие методы сварки бывают
При выборе сварочных материалов и аппарата для сварки немаловажную роль играет требования, которые будут предъявляться к качеству шва, производительность, мобильность оборудования.
1. ММА сварка – это ручная дуговая сварка штучным электродом с разным покрытием и применением инверторного аппарата. Именно эта сварка самая распространенная из-за своих выгод в использовании.
Выгоды ММА сварки:
- Доступный процесс сварки даже для новичка.
- Экономный вариант.
- Сварка во всех положениях.
- Быстрая смена электрода и свариваемого материала.
- Отсутствие газовых баллонов.
Минусы ММА сварки:
- Невысокая производительность.
При такой сварке необходимо следить за рекомендациями на упаковке электродов и правильно подключать полярность. Если полярность будет не соблюдена, то на выходе получим плохую дугу.
2. MIG/MAG сварка – это сварка в среде защитного газа. Применяется аргон, гелий, или смеси.
Сварка происходит на постоянном токе прямой и обратной полярности. Для сварки используют сварочную проволоку.
Достоинства:
- Большая производительность.
- Сварка тонкого металла.
Недостатки:
- Наличие газового баллона.
- Дорогие расходники.
3.Сварка TIG- это сварка неплавящимся вольфрамовым электродам в защитной газовой среде. Применяют для сварки цветных металлов и нержавейки.
Преимущества:
- Аккуратный сварной шов.
- Сварка без брызг.
- Для металлов от 0,8 мм.
Недостатки:
- Необходим опыт при проведении сварочных работ.
-
Ограниченная производительность.
Наверх
Электроды для косметологии для разных видов процедур
Разнообразие электродов для косметологии обусловлено особенностями выполнения, удобством проведения аппаратных процедур и различными задачами, стоящими перед косметологом.
При выборе электродов обязательно следует обратить внимание на способы соединения аппарата и электрода, размеры штекера.
Средства для дезинфекции электродов
Товары, которые упоминаются в статье
Электрод для миостимуляции лица многоразовый 1х5 см
40 В наличии
Электрод для миостимуляции латексный 5 х 5,5 см, 1 шт
150 В наличии
Стационарные электроды для лица (Элфор и др.
)
1 980 В наличии
Электроды-перчатки для микротоковой терапии (Китай)
3 460 В наличии
Комплект лабильных электродов (Элфор-К)
5 500 В наличии
Электроды для лифтинга лица и микротоков
4 150 В наличии
Стационарные электроды для тела, латекс (Элфор и др.
3 310 Нет в наличии
Электроды для лифтинга, микротоков, ионофореза роликовые
3 550 В наличии
Электроды для миостимуляции
Многоразовые электроды из токопроводящего латекса — для миостимуляции лица и для тела.
Электроды для миостимуляции не должны быть большими. В процедуре миостимуляции важно воздействовать на двигательную точку мышцы (небольшую область, действиетльно, точку). Кроме того, электроды не должны соприкасаться. Оптимальный размер – 5х5 или 5х10 см.
Для контакта с кожей и хорошего проведения тока на латексные электроды наносят контактный гель. Это может быть любой косметический гель или специальные гели для миостимуляции, ЭКГ, УЗИ, антицеллюлитные гели и водорастворимые маски.
При высыхании геля или недостаточном его количестве под электродом появляются неприятные ощущения, покалывание, ток подаётся резко, «скачками». Всегда следите за количеством геля под электродами.
После процедуры латексные электроды промыть проточной водой и обработать дезинфицирующим раствором.
Многоразовые электроды для лица также изготавливают из токопроводящего латекса.
Одноразовые электроды с липким слоем используют для миостимуляции тела, лица, груди.
Электроды для микротоковой терапии и классического лифтинга
Металлические электроды для микротокового и классического лифтинга — для лабильных процедур. Они должны скользить по контактному гелю. После процедуры электроды промыть водой, обработать дезинфицирующим раствором, вытереть насухо.
Электроды для микротоковой терапии могут быть различными и выбираются в зависимости от задач лечения. Каждый вид электродов даёт косметологам свои преимущества в работе.
Подвижные конические, сферические и другие металлические электроды – для процедур на лице, шее, области вокруг глаз. Работать такими электродами лучше с составами в форме геля.
Преимущества: удобство в применении, гель наносится только на кожу, электроды легко обрабатывать, достаточно большая площадь контакта электродов.
Неудобства: следить за тем, чтобы гель на коже не высыхал.
Подвижные электроды с ватными палочками — лицо, шея, область вокруг глаз. Для работы с растворами и лосьонами.
Преимущества: удобство в применении, одноразовые палочки, электроды постоянно влажные и следить за высыханием состава не нужно.
Неудобства: сравнительно малая площадь контакта электродов.
Электроды-перчатки — для лица, шеи, для тела. Хороший вариант – перчатки из токопроводящего латекса, прочные и удобные в обработке.
Преимущества: большая площадь контакта электродов, возможность работать на теле.
Неудобства: большой расход геля, обработка перчаток после процедуры.
Электроды для электрофореза (ионофореза), гальванизации, дезинкрустации
Для проведения процедур электрофореза используют три основных вида электродов: лабильные, стационарные и электроды для гальванических ванночек.
Лабильные электроды используют для скользящей обработки кожи лица, шеи, декольте. Это металлические электроды разной формы. Форма подбирается для удобства работы.
Конический электрод обычно используют для проработки зоны вокруг глаз.
Сферический или электрод-валик — для щёк, шеи и декольте.
Лабильные электроды обязательно должны скользить по гелю или водному раствору. Высыхание раствора снижает проводимость кожи и появляются неприятные покалывания.
Стационарные электроды — токопроводящие пластины, которые закрепляют на коже. Стационарные электроды бывают металлическими (свинцовые или другие металлические пластины), резиновыми (из токопроводящего латекса) и графитовыми (одноразовые пластины графитизированной бумаги).
Стационарный электрод находится на коже 10-30 мин. Поэтому под электродом обязательно должна быть прокладка из ткани или бумаги толщиной 0.5-1 см (!). Прокладку смачивают водой или физраствором. При проведении электрофореза прокладку смачивают раствором лекарственного вещества.
Назначение прокладки — улучшить проведение тока и защитить кожу от раздражающих веществ, которые вырабатываются на электродах.
Прокладку нужно после каждой процедуры промыть или продезинфицировать.
Удобно использовать одноразовые салфетки.
Электроды для гальванических ванночек представляют собой графитовые пластины, которые укладывают в ёмкость с водой. В этом случае вся вода или раствор ведут себя как электрод. Впитывание лекарственных веществ в кожу происходит из воды.
Оцените материал:
Средний рейтинг: 4.8 / 5
Наталия Баховец
Автор статьи: кандидат медицинских наук, физиотерапевт, косметолог, аспирант кафедры физиотерапии СПбГМА им. И.М. Мечникова, автор многочисленных книг и методических пособий по аппаратной косметологии, руководитель и методолог учебного центра АЮНА.
Что такое электрод для струйной сварки?
Что такое электрод для струйной сварки? Официально названный одной сварочной компанией стержнем «Jet» в качестве торговой марки, он также часто упоминается как стержень «Jet» или скоростной стержень, поскольку он является заполняющим стержнем. 7024 – это очень быстро движущееся удилище с довольно плотным флюсовым покрытием.
Скорость наплавки стержня делает сварку довольно простой, если сила тока отрегулирована правильно.
Для чего используются реактивные стержни? Сварочные электроды 7024, обычно называемые Jet Rod, хорошо работают на переменном токе. Они представляют собой хороший стержень общего назначения с высокой скоростью наплавки для плоских и горизонтальных сварных швов и обычно используются для изготовления больших сварных швов. Они имеют тяжелое содержание железного порошка.
Для чего используются сварочные электроды 7024? Sureweld 7024 идеально подходит для выполнения высокоскоростных горизонтальных угловых и нахлесточных швов на низкоуглеродистых и некоторых легированных сталях, таких как землеройная и строительная техника, кузова грузовиков, судов, барж и железнодорожных вагонов.
Что означает 7024? Электроды 7024 также известны как тормозной стержень. Их лучше всего использовать для быстрой укладки большого количества металла.
2 в 7024 означает, что эти электроды рассчитаны на плоские и горизонтальные угловые швы.
7024 реактивный стержень?
E7024 — один из таких сварочных стержней. Официально названный одной сварочной компанией стержнем «Jet» в качестве торговой марки, он также часто упоминается как стержень «Jet» или скоростной стержень, поскольку он является заполняющим стержнем. 7024 – это очень быстро движущееся удилище с довольно плотным флюсовым покрытием.
Когда бы вы использовали сварочный пруток 6011?
Калиевый флюс с высоким содержанием целлюлозы на стержне 6011 обеспечивает глубокое проникновение в сварной шов. Это проникновение полезно, когда вы свариваете металл, который не является первозданным. Стержни 6011 популярны для ремонта автомобилей, двигателей, сельскохозяйственной техники и других замасленных, ржавых и грязных предметов.
В чем разница между 6013 и 7018?
В то время как обе проволоки изготовлены из мягкой стали, покрытие на них сильно различается: 7018 имеет покрытие с низким содержанием водорода и калия, тогда как покрытие 6013 представляет собой покрытие с высоким содержанием титана и калия.
Электроды также различаются по пределу текучести и прочности на разрыв, 7018 имеет более высокие характеристики по обоим параметрам.
Для чего используется сварочная проволока 70 24?
E7024 — это высокоскоростной электрод с железным порошком и толстым покрытием для высокой скорости наплавки при горизонтальной сварке и ручной сварке вниз. Превосходный внешний вид валика и самоочищающийся шлак делают его привлекательным для оператора.
Какой сварочный пруток проще всего использовать?
Самый простой в использовании сварочный стержень — 1/8″ (3,2 мм) стержень E6013. Тот факт, что большинство школ сварщиков начинают обучение с E6013, является достаточным доказательством. Обладает легким зажиганием дуги и максимально щадит манипуляционные ошибки при сварке.
Является ли 7024 быстрой заправкой?
Сварочный пруток E7024, быстроходный пруток. Официально названный одной сварочной компанией стержнем «Jet» в качестве торговой марки, он также часто упоминается как стержень «Jet» или скоростной стержень, поскольку он является заполняющим стержнем.
7024 – это очень быстро движущееся удилище с довольно плотным флюсовым покрытием.
Для чего используется сварочная проволока 6011?
E 6011 Сварочный электрод
Электрод E 6011 также относится к категории быстрозамерзающих электродов. Электрод Е 6011 – электрод общего назначения, выполняет сварку во всех положениях и эффективно в положениях вертикально вверх и над головой; он используется в основном для сварки листового металла и применения с низким содержанием кремния.
Что означает сварочный пруток 7018?
E7018 = низководородный калий, железный порошковый флюс.
В чем разница между сварочными электродами 6011 и 7018?
6011 — это быстрозамерзающее удилище с большим проникновением и сильной дугой, в то время как 7018 имеет более жидкую лужу и мягкую дугу. Они оба могут использоваться во всех положениях и работать как на переменном токе, так и на постоянном токе, однако пруток 7018 не подходит для сварки вертикально вниз из-за большого количества шлака, который он производит.
В чем разница между сварочными прутьями 6011 и 6013?
Электрод 6013 лучше всего использовать для легкого и среднего проплавления тонкого металла или листового металла. Электрод 6011 обеспечивает большее проникновение, чем электрод 6013, поэтому вы можете сваривать немного более толстый материал.
Что означает 1 в 7018?
«Е» в электроде E7018 указывает на инструмент, используемый для процесса дуговой сварки. 70 означает, что он делает сварные швы очень прочными (70 000 фунтов на квадратный дюйм). 18 означает две вещи: «1» означает, что электрод можно использовать в любом положении, а «18» означает низкое содержание водорода и обычно постоянный ток.
Является ли 7018 DCEP или DCEN?
Является ли 7018 DCEN или DCEP? Электрод 7018 лучше всего использовать с током DCEP. 7018 содержит порошок железа с низким содержанием водорода, что упрощает контроль и обеспечивает гладкий сварной шов.
Каким электродом можно сваривать ржавый металл?
Если вы имеете дело с ржавым металлом, рекомендуется использовать сварочный пруток, богатый кремнием или марганцем, так как они образуют более густой шлак, который выводит загрязнения на поверхность.
Обычно используемый электрод с такими свойствами — 7018.
Вы перетаскиваете или толкаете сварку?
Вы должны тянуть при сварке электродом
При сварке стержнем необходимо использовать технику протягивания. Это включает в себя дуговую сварку под флюсом, электрошлаковую сварку, дуговую сварку с флюсовой проволокой и дуговую сварку с защитным металлом (SMAW), более известную как сварка электродом.
Какой тип сварочной проволоки следует использовать?
Во-первых, выберите штучный электрод, соответствующий по прочностным свойствам и составу основному металлу. Например, при работе с мягкой сталью подойдет любой электрод E60 или E70. Затем сопоставьте тип электрода с положением сварки и примите во внимание доступный источник питания.
Какая сварочная проволока лучше для чугуна?
Электроды из никелевого сплава наиболее популярны для сварки чугуна. По данным New Hampshire Materials Laboratory Inc., сварной шов из никеля и железа прочнее с более низким коэффициентом теплового расширения, что снижает сварочные напряжения и повышает устойчивость к растрескиванию.
В чем уникальность электрода 7018?
Atom Arc 7018 производит дугу глубокого проплавления с превосходным контролем и минимальной очисткой. Эти влагостойкие электроды с низким содержанием водорода известны своими превосходными характеристиками сварки, прочными механическими свойствами, устойчивостью к растрескиванию, привлекательностью для оператора и стабильным качеством.
Какая полярность у 7024?
ER7024 обеспечивает бесшумную стабильную дугу и обеспечивает наплавку с низким уровнем разбрызгивания, без подрезов и «самоудаляющегося» шлака. Внешний вид бус превосходный. Этот электрод можно использовать с переменным или постоянным током (прямая или обратная полярность).
Какова наилучшая настройка для сварочного электрода 7018?
сила дуги немного увеличивает силу тока, так что вы продолжаете сварку. В большинстве руководств оператора рекомендуется установить ручку силы дуги примерно на 30 или около того для стержней 7018.
Какой самый твердый сварочный пруток?
Metal Web News утверждает, что сварочные стержни 6011 способны производить сварные швы с минимальной прочностью на растяжение 60 000 фунтов на квадратный дюйм.
Сварочные стержни 7018 обеспечивают более прочные сварные швы с минимальной прочностью на разрыв 70 000 фунтов на квадратный дюйм.
Какой сварочный пруток 6011 лучше?
Лучший результат: клюшка Hobart 770458 6011.
Кроме того, эти универсальные электроды подходят для сварки оцинкованной углеродистой стали и углерода, а также для сварки окрашенных металлов, ржавчины и грязи.
Электроды: определение, типы — реактивные и инертные, области применения
Дом »Химия
Дивья Каре | Обновлено: 6 сентября 2022 г., 18:25 IST
0
Сохранить
Скачать публикацию в формате PDFДжон Уилке изобрел электрофоры, которые были ранней версией электродов. Их использовали для изучения статического электричества. Термин «электроды» был дан Виллианом Уэвеллом, он происходит от греческих слов «электрон», что означает янтарь, и «ходос», что означает путь.
Электроды на простом языке – это место входа и выхода тока в электролите, место, где происходит перенос электрона.
Электрод состоит из двух частей — анода и катода, о которых мы узнаем в этой статье. Погрузитесь в океан обучения и улучшите свои знания об электродах.
Электроды
Вещества, используемые для электрического контакта с неметаллическими частями, известны как электроды. Электроды – электрические проводники, их назначение – проводить электрический ток к неметаллической части в электролите, полупроводнике или в вакууме. Они являются основным компонентом электрохимической ячейки.
Электроды состоят из двух частей — анода и катода. Анод является отрицательной частью электрода, он также известен как восстановительный электрод, он отдает электроны во внешнюю цепь и окисляется в ходе электрохимической реакции. Катод – это положительная часть электрода, также окисляющий электрод. Этот электрод получает электроны из внешней цепи и восстанавливается в ходе электрохимической реакции. Медь, свинец, серебро и цинк являются примерами реактивных электродов.
Типы электродов
Электроды бывают двух видов: реактивные электроды и инертные электроды.
Давайте обсудим их-
Реактивный электрод
Электроды, которые принимают участие в электролизе либо внося ионы в раствор, либо принимая ионы, выходящие из раствора, известны как реактивные элементы. Эти электроды участвуют в реакциях, происходящих в электролите, для проведения электричества. Реактивные электроды в основном используются в гальванике. Гальваника — это процесс нанесения одного металла на другой с помощью электрохимической ячейки. Медный электрод и магниевый электрод являются двумя примерами реактивных электродов.
Инертный электрод
Электроды, которые не участвуют в реакции электролиза, но помогают в передаче электронов от катода к аноду, известны как инертные электроды. В этих электродных окислительно-восстановительных реакциях, то есть окислении и восстановлении, не происходит, электроны либо добавляются, либо удаляются в процессе проведения электричества. Эти виды электродов в основном используются в процессе электролиза. Электролиз — это процесс разложения ионных соединений путем пропускания электричества через соединение.
Платиновый электрод и графитовый электрод являются примерами инертных электродов.
Узнайте больше об электродном потенциале здесь.
Применение электродов
Теперь, когда мы обсудили электроды. Давайте посмотрим на применение этих электродов-
- Электроды используются для измерения проводимости во время электролиза.
- Стеклянные электроды используются для измерения шкалы рН раствора.
- Батареи содержат различные электроды, которые зависят от типа батареи. Например, цинково-угольные батареи содержат цинковые и угольные электроды, свинцово-кислотные батареи содержат свинцовые электроды, а литий-полимерные батареи содержат литий-полимерные электроды.
- Электроды используются также для целей сварки, мембранный катод и ЭСТ, ЭЭГ, ЭКГ и дефибриллятор в биохимических исследованиях.
- Автомобильные топливные элементы используют электроды.
- Используются для процесса гальваники.
- Электроды используются для процесса электролиза.
- Широко используются в электрохимии.
- С их помощью можно определить химический состав соединений и комплексов.
- Электроды используются в электрошоковом оружии.
- Используются в заземляющих устройствах.
Мы надеемся, что эта статья помогла развеять ваши сомнения и вопросы. Вы также можете ознакомиться с другими темами по химии. Получите помощь от экспертов, чтобы подготовиться к экзаменам с избранными учебными материалами, пробными тестами и ценными советами, которые помогут вам получить более высокие оценки на экзамене. Загрузите бесплатное приложение Testbook, чтобы получить эксклюзивные предложения прямо сейчас.
Часто задаваемые вопросы об электродах
В.1 Из чего состоят электроды?
Ans.1 Электроды изготовлены из проводящего материала, такого как графит, золото, серебро, медь, платина и т. д., в зависимости от характера применения.
Q.2 Что такое символ для электродов?
Ответ 2 Укажите, какой символ добавить.
В.3 Как работают электроды?
Ans.3 Электроды работают либо за счет переноса электронов, либо за счет добавления и удаления ионов из электролита.
В.4 Для чего используются электроды?
Ans.4 Электроны в основном используются для генерирования тока и для его прохождения через неметаллы и вещества, не проводящие электричество, для их изменения различными способами.
В.5 Почему графит используется в качестве электрода?
Ans.5 Графит используется в качестве электрода, потому что графит имеет уникальную структуру, которая делает его отличным проводником электричества.
Скачать публикацию в формате PDF| Постоянная распространения: узнать ее определение, формулу |
| Открытие магнита: узнать его историю и применение |
| Уравнение Дирака: объяснение с другими формулировками и приложениями |
| Масса альфа-частицы: изучение ее свойств, источников и приложений |
Электролизеры
Электролитические Ячейки
| Электролиз расплавленного NaCl | Электролиз водного NaCl |
| Электролиз воды | Фарадея Закон |
Гальванические элементы используют спонтанную химическую реакцию для запуска
электрический ток по внешней цепи.
Эти клетки
важно, потому что они являются основой для батарей, питающих
современное общество. Но они не единственный вид электрохимических
клетка. Также возможно построить ячейку, которая работает на
химическую систему, проводя электрический ток через
система. Эти клетки называются электролизеры .
Электролиз используется для запуска окислительно-восстановительной реакции в
направление, в котором это не происходит спонтанно.
Электролиз Расплавленный NaCl
Идеальная ячейка для электролиза хлорида натрия показано на рисунке ниже. Источником постоянного тока является подключен к паре инертных электродов, погруженных в расплавленный натрий хлористый. Поскольку соль нагревали до тех пор, пока она не растает, Na + ионы текут к отрицательному электроду и Cl — ионы текут к положительному электроду.
Когда ионы Na + сталкиваются с отрицательным электродом,
батарея имеет достаточно большой потенциал, чтобы заставить эти ионы
забрать электроны с образованием металлического натрия.
| Отрицательный электрод (катод) : | На + + Э — № |
Cl — ионы, сталкивающиеся с положительным электродом окисляются до газа Cl 2 , который при этом электрод.
| Положительный электрод (анод) : | 2 Кл — Класс 2 + 2 е — |
Чистый эффект прохождения электрического тока через расплавленная соль в этой ячейке должна разлагать хлорид натрия на его элементы, металлический натрий и газообразный хлор.
| Электролиз NaCl : | |||
| Катод (-): | На + + е — № | ||
| Анод (+): | 2 Кл — Класс 2 + 2 е — |
Потенциал, необходимый для окисления ионов Cl — до Cl 2 составляет -1,36 вольта, а потенциал, необходимый для восстановления Na + ионов к металлическому натрию составляет -2,71 вольта.
Аккумулятор, используемый для вождения
следовательно, эта реакция должна иметь потенциал не менее 4,07
вольт.
Этот пример объясняет, почему процесс называется электролизом . Суффикс — lysis происходит от греческой основы, означающей ослабить или разделить. Электролиз буквально использует электрический тока для разделения соединения на его элементы.
| электролиз | ||
| 2 NaCl( л ) | 2 Na( л ) + Cl 2 ( г ) |
Этот пример также иллюстрирует разницу между гальваническими
ячейки и электролизеры. Вольтовы элементы используют энергию, переданную
выключен в спонтанной реакции на выполнение электрической работы. электролитический
клетки используют электрическую работу в качестве источника энергии для приведения в движение
реакция в обратном направлении.
Пунктирная вертикальная линия в центре рисунка выше представляет собой диафрагму, удерживающую Cl 2 газ добытый на аноде от контакта с металлическим натрием генерируется на катоде. Функцию этой диафрагмы можно понять, обратившись к более реалистичному рисунку Показана коммерческая ячейка Даунса, используемая для электролиза хлорида натрия. на рисунке ниже.
Газообразный хлор, образующийся на графитовом аноде, вставленном в дно этой ячейки пузырится через расплавленный натрий хлорида в воронку в верхней части ячейки. Металлический натрий, который образуется на катоде, всплывает через расплавленный хлорид натрия в натрий-сборное кольцо, из которого периодически осушенный. Диафрагма, разделяющая два электрода, представляет собой экран из железной сетки, предотвращающий взрывную реакцию, произошло бы, если бы продукты реакции электролиза поступали контакт.
Сырьем для ячейки Даунса является смесь 3:2 по массе
CaCl 2 и NaCl.
Эта смесь используется, потому что она имеет
температура плавления 580 o C, тогда как чистый хлорид натрия
должен быть нагрет до более чем 800 o C, прежде чем он расплавится.
Электролиз водных NaCl
На рисунке ниже показан идеализированный рисунок клетки, в которой водный раствор хлорида натрия подвергают электролизу.
И снова ионы Na + мигрируют в отрицательного электрода и ионы Cl — мигрируют в сторону положительный электрод. Но теперь есть два вещества, которые можно на катоде восстанавливаются: ионы Na + и молекулы воды.
| Катод (-): | |||
| На + + е — № | E o красный = -2,71 В | ||
| 2 Н 2 О + 2 е — Н 2 + 2 ОХ — | E o красный = -0,83 В |
Поскольку восстановить воду намного проще, чем Na + ионов, единственным продуктом, образующимся на катоде, является газообразный водород.
| Катод (-): | 2 H 2 O( l ) + 2 e — H 2 ( г ) + 2 OH — ( водный ) |
Существуют также два вещества, которые могут окисляться при анод: Cl — ионы и молекулы воды.
| Анод (+): | |||
| 2 Кл — Класс 2 + 2 е — | E o ox = -1,36 В | ||
| 2 Н 2 О O 2 + 4 H + + 4 e — | E o ox = -1,23 В |
Стандартные потенциалы для этих полуреакций таковы
близко друг к другу, что мы могли бы ожидать увидеть смесь Cl 2 и O 2 газ собирают на аноде.
На практике единственным
продукт этой реакции Cl 2 .
| Анод (+): | 2 Кл — Класс 2 + 2 е — |
На первый взгляд, окислять воду легче ( E o ox = -1,23 вольта), чем ионы Cl — ( E o ox = -1,36 вольта). Однако стоит отметить, что клетка
никогда не позволял достичь условий стандартного состояния. Решение
обычно 25% NaCl по массе, что значительно снижает
потенциал, необходимый для окисления Cl — ион. рН
ячейка также поддерживается очень высокой, что снижает окисление
потенциал для воды. Решающим фактором является явление, известное как перенапряжение , дополнительное напряжение, которое должно быть
применяется к реакции, чтобы заставить ее происходить с той скоростью, с которой она
имело бы место в идеальной системе.
В идеальных условиях потенциал 1,23 вольта большой достаточно для окисления воды до газа O 2 . Под реальным условиях, однако, может потребоваться гораздо большее напряжение для инициировать эту реакцию. (перенапряжение для окисления воды может достигать 1 вольта.) Тщательно выбирая электрод для максимального перенапряжения для окисления воды а затем тщательно контролируя потенциал, при котором клетка работает, мы можем гарантировать, что в этом реакция.
Таким образом, электролиз водных растворов натрия хлорид не дает таких продуктов, как электролиз расплавленного хлорид натрия. Электролиз расплавленного NaCl разлагает это складывается из его элементов.
| электролиз | ||
| 2 NaCl( л ) | 2 Na( 1 ) + Cl 2 ( г ) |
Электролиз водных растворов NaCl дает смесь
газообразный водород и хлор и водный раствор гидроксида натрия
решение.
| электролиз | ||
| 2 NaCl( водн. ) + 2 H 2 O( л ) | 2 На + ( водный раствор ) + 2 OH — ( водный раствор ) + H 2 ( г ) + Cl 2 ( г ) |
Поскольку спрос на хлор намного превышает спрос для натрия электролиз водного хлорида натрия является более важный коммерческий процесс. Электролиз водного раствора NaCl Решение имеет еще два преимущества. Он производит газ H 2 . на катоде, который можно собирать и продавать. Он также производит NaOH, который можно слить со дна электролизера. клетка и продана.
Вертикальная пунктирная линия на приведенном выше рисунке представляет
диафрагма, предотвращающая образование Cl 2 на аноде
в этой клетке от контакта с NaOH, который
накапливается на катоде.
При снятии этой диафрагмы с
клетка, продукты электролиза водного раствора натрия
хлорид реагирует с образованием гипохлорита натрия, который является первым
шаг в приготовлении гипохлоритных отбеливателей, таких как
Хлорокс.
Cl 2 ( г ) + 2 OH — ( водный раствор ) Cl — ( aq ) + OCl — ( aq ) + H 2 O( l )
Electrolysis of Water
A standard apparatus for the electrolysis воды показано в рисунок ниже.
| электролиз | ||
| 2 Н 2 О( л ) | 2 H 2 ( г ) + O 2 ( г) |
Пара инертных электродов запаяна на противоположных концах
контейнер, предназначенный для сбора H 2 и O 2 газ, выделяющийся в этой реакции.
Затем электроды соединяются
к батарее или другому источнику электрического тока.
Сама по себе вода является очень плохим проводником электричества. Мы поэтому добавьте в воду электролит, чтобы получить ионы, которые могут протекать через раствор, тем самым завершая электрический схема. Электролит должен быть растворим в воде. Это также должно быть относительно недорогим. Самое главное, он должен содержать ионы которые труднее окислять или восстанавливать, чем воду.
| 2 H 2 O + 2 e — Н 2 + 2 ОХ — | E o красный = -0,83 В | ||
| 2 Н 2 О O 2 + 4 H + + 4 e — | E o ox = -1,23 В |
Следующие катионы восстанавливаются труднее, чем вода: Li + ,
Rb + , K + , Cs + , Ba 2+ ,
Sr 2+ , Ca 2+ , Na + и Mg 2+ .
Два из этих катионов являются более вероятными кандидатами, чем другие.
потому что они образуют недорогие растворимые соли: Na + и
К + .
Ион SO 4 2- может быть лучшим анионом для использовать, потому что это самый трудный анион для окисления. потенциал окисления этого иона до пероксидисульфат-иона равен -2,05 вольта.
| 2 SO 4 2- S 2 O 8 2- + 2 e — | E o ox = -2,05 В |
При водном растворе либо Na 2 SO 4 или K 2 SO 4 электролизуется в аппарате показано на рисунке выше, H 2 скопление газа в одном электрод и O 2 газ собирается на другом.
Что произойдет, если мы добавим такой индикатор, как бромтимол
синий к этому аппарату? Бромтимоловый синий желтеет в кислой среде.
растворах (pH < 6) и синеву в основных растворах (pH > 7,6).
Согласно уравнениям двух полуреакций
индикатор должен стать желтым на аноде и синим на
катод.
| Катод (-): | 2 Н 2 О + 2 е — Н 2 + 2 ОХ — | ||
| Анод (+): | 2 Н 2 О O 2 + 4 H + + 4 e — |
Закон Фарадея
Закон электролиза Фарадея можно сформулировать следующим образом. количество вещества, потребленного или произведенного на одном из электродов в электролитической ячейке прямо пропорциональна количество электричества, которое проходит через клетку.
Чтобы использовать закон Фарадея, мы должны признать
связь между током, временем и количеством электричества
заряд, протекающий по цепи.
По определению один кулон
заряд передается при протекании тока силой 1 ампер в течение 1 секунды.
1 Кл = 1 ампер-с
Пример: Чтобы проиллюстрировать, как можно использовать закон Фарадея, давайте рассчитать количество граммов металлического натрия, которое образуется при катод при пропускании тока силой 10,0 ампер через расплавленный натрия хлорида в течение 4 часов.
Начнем с расчета количества электрического заряда, протекает через клетку.
Прежде чем мы сможем использовать эту информацию, нам нужен мост между эта макроскопическая величина и явление, происходящее на атомный масштаб. Этот мост представлен постоянной Фарадея, который описывает количество кулонов заряда, переносимого моль электронов.
Таким образом, количество молей электронов, перенесенных при Через ячейку может пройти 144 000 Кл электрического заряда. рассчитывается следующим образом.
Согласно сбалансированному уравнению реакции, которая
происходит на катоде этой ячейки, мы получаем один моль натрия за
каждый моль электронов.
| Катод (-): | Нет + + е — № |
Таким образом, мы получаем 1,49 моля или 34,3 г натрия в 4,00 часы.
Последствия этого вычисления интересно. Нам пришлось бы проводить этот электролиз более два дня, чтобы приготовить фунт натрия.
| Практическая задача 13: Рассчитать объем H 2 газа при 25 или С и 1,00 атм, которое соберется на катоде при раствор Na 2 SO 4 электролизуется в течение 2 часов при силе тока 10 ампер. Нажмите здесь, чтобы проверить свой ответ на практическое задание 13 Нажмите здесь, чтобы увидеть решение практической задачи 13 |
Мы можем расширить общую схему
изложенные в этом разделе, чтобы ответить на вопросы, которые могут показаться
невозможно на первый взгляд.
| Практическая задача 14: Определить степень окисления хрома в неизвестной соли при электролизе расплавленного образца этой соли в течение 1,50 часов при силе тока 10,0 ампер откладывается 9,71 грамма металлический хром на катоде. Нажмите здесь, чтобы проверить свой ответ на практическое задание 14 Нажмите здесь, чтобы увидеть решение практической задачи 14 |
Стандартные потенциалы электродов
Стандартные потенциалы электродов В электрохимической ячейке между двумя разнородными металлами создается электрический потенциал. Этот потенциал является мерой энергии на единицу заряда, которая доступна в реакциях окисления/восстановления для запуска реакции.
Потенциал ячейки (часто называемый электродвижущей силой или ЭДС) имеет вклад от анода, который является мерой его способности терять электроны — он будет называться его «окислительным потенциалом». Катод вносит свой вклад, основанный на его способности приобретать электы, его «восстановительном потенциале». Тогда потенциал ячейки можно записать E ячейка = потенциал окисления + потенциал восстановления Если бы мы могли свести в таблицу окислительные и восстановительные потенциалы всех доступных электродов, то мы могли бы предсказать потенциалы гальванических элементов, созданных из любой пары электродов.
На практике первое из этих препятствий преодолевается путем измерения потенциалов относительно стандартного водородного электрода. Природа электрического потенциала такова, что ноль потенциала произволен; именно разница потенциалов имеет практическое значение. Табулирование всех электродных потенциалов по отношению к одному и тому же стандартному электроду обеспечивает практическую рабочую основу для широкого спектра расчетов и прогнозов. Стандартному водородному электроду присваивается потенциал ноль вольт. Второе препятствие преодолевается путем выбора стандартных термодинамических условий для измерения потенциалов. Стандартные электродные потенциалы обычно определяют при концентрации растворенного вещества 1 моль, давлении газа 1 атмосфера и стандартной температуре, которая обычно составляет 25°С. Стандартный клеточный потенциал обозначается знаком степени в виде надстрочного индекса.
В приведенном ниже примере показаны некоторые экстремальные значения потенциалов стандартных клеток.
Значения для записей в таблице представляют собой восстановительные потенциалы, поэтому литий в верхней части списка имеет самое отрицательное число, что указывает на то, что это самый сильный восстановитель. Самым сильным окислителем является фтор с наибольшим положительным числом для стандартного электродного потенциала. Ссылка ниже ведет к более обширной таблице.
Полезные применения стандартных электродных потенциалов включают следующее. | Index Oxidation/ Electrochemistry concepts Reference Ebbing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Вернуться |
Обычно клеточную реакцию представляют в виде двух полуреакций: полуреакции окисления и полуреакции восстановления.
На самом деле достаточно табулирования того или другого, поскольку окислительный потенциал полуреакции является отрицательным значением восстановительного потенциала обратной этой реакции. Для составления такой таблицы необходимо преодолеть два основных препятствия
) + e — -> Li(s)
(водный) Когда электрохимическая ячейка устроена так, что две полуреакции разделены, но связаны электропроводящим путем, создается гальваническая ячейка. Рассмотрим историческую ячейку Даниэля, в которой цинк и медь использовались в качестве электродов. Данные из таблицы стандартных электродных потенциалов равны
|
Максимальное напряжение, которое может возникнуть между полюсами ячейки, определяется стандартными электродными потенциалами при стандартных условиях, при которых эти потенциалы определены.Потенциал клетки можно записать
E ячейка = окислительный потенциал + восстановительный потенциал
Поскольку приведенные в таблице стандартные электродные потенциалы представляют собой потенциалы восстановления, наиболее отрицательный потенциал необходимо изменить на противоположный, чтобы получить его потенциал окисления.
Когда это сделано, становится ясно, что теоретический стандартный потенциал для медно-цинкового элемента составляет 1,10 вольта.
В общем, реальный гальванический элемент будет отличаться от стандартных условий, поэтому нам нужно иметь возможность скорректировать расчетный потенциал элемента, чтобы учесть различия. Это можно сделать с помощью уравнения Нернста.
Предполагая, что есть два металлических электрода с их ионами, стандартный потенциал для ячейки с потенциалом анода вольт и потенциалом катода вольт составляет
E ° ячейка = вольт
Если концентрация ионов на аноде [A] = M, а концентрация на катоде [C] = M, то коэффициент термодинамической реакции Q = [A]/[C] =
Для температуры = °C = K и числа обмененных электронов n = расчетный потенциал ячейки равен
E ячейка = вольт
Численно изучив приведенный выше расчет, вы можете подтвердить, что большая разница в концентрации между анионами и катионами может привести к значительному отличию напряжения от стандартного потенциала ячейки, и что такие большие различия в концентрации также делают потенциал ячейки более зависимым от температуры.
Окисление/
Принципы восстановления
Принципы электрохимии
Reference
Hill & Kolb
Ch 8
Ebbing
Ch 19
| HyperPhysics***** Electricity and Magnetism ***** Chemistry | R Nave |
Потенциал гальванического элемента в стандартных условиях можно рассчитать на основе стандартных потенциалов электродов. Но настоящие гальванические элементы обычно отличаются от стандартных условий. Уравнение Нернста связывает потенциал клетки со стандартным потенциалом клетки.
Величина Q, термодинамическая константа реакции, подобна динамической версии константы равновесия, в которой концентрации и давления газа являются мгновенными значениями в реакционной смеси. частное реакции имеет вид , где под [C] понимается молярная концентрация продукта C или парциальное давление в атмосферах, если это газ. Применительно к ячейке Даниэля, где цинк и медь образуют электроды, реакция Zn(s) + Cu 2+ (водн.) Zn 2+ (водн.) + Cu(s) форма Q , так как концентрациям твердых частиц чистого металла присваивается значение 1. Это означает, что отклонение потенциала ячейки от его стандартного значения 1,10 В будет зависеть от температуры и концентрации ионов.
| Index Oxidation/ Electrochemistry concepts Reference Ebbing | |||||||
| Вернуться |
Для реакции
Обратите внимание, что горизонтальная ось является логарифмической, и прямолинейное изменение напряжения представляет собой логарифмическое изменение с Q. Обратите внимание, что потенциал ячейки равен стандартному значению, если концентрации равны, даже если они не равны стандартному значению. 1M, так как логарифм дает нулевое значение. Уравнение Нернста позволяет нам предсказать потенциал ячейки для гальванических элементов в условиях, отличных от стандартных условий 1M, 1 атмосфера, 25°C. |
