Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 305
Текст из файла (страница 305)
Мембранные пронесем разделения). Прикладная Э., опираясь на достижения теоретич. Э., разрабатывает научные основы технолопш электрохим. произ-в с целью создания оптимальных условий для проведения электролиза и работы хим, источннков тока.
Развитие Э, в значит. степени обусловлено достижениями электротехники, радиотехники, микроэлектроники н компьютерной техники; на базе этих отраслей разрабатываетш множество методов изучения электрохнм. систем. В свою очередь, Э. слукнт совр. приборостроению, Так, один нз ращелов прнющлной Э.— хемотроннка — связан с проблемой использования электрохим.
ячеек в качестве элементов разл. электронных схем (см. Злехтрсхииичесхие преобразователи информации). Электрохнм. выпрямители, усилители н стабилизаторы постоянного тока, электрохнм. умножнтели н интеграторы могут стать важным дополнением к полупроводниковым приборам в области низких частот и слабых электрич.
сигналов. Электрохим. ячейки м.б. применены тэкхсе для преобразования мех. вощействнй в электрич. импульсы (злехтрахаиичесхие сенсоры, датчики лишения, изщикаторы шумов, вибраций н др.). Электрохим. методы широко используют при определении коэф. активности, тепловых эффектов хим. Р-ций, для установления констант равновесия в разл, хим. снсгемах, в аналит, химии. На юзектрохим. явлениях основаны кондухтомегрич., потенцнометрич. н амперометрнч. тнтрованне, редоксметрня н др. Важное место среди аналит.
методов занимают вольтвмперометрия н ее разл. варианты, З. тесно связана с коллонлной химией; проблемы строения двойного электрич. слоя, вдсорбция на заряженных межфазных границах и электрокннетнч, явления предсгаюиют собой позраннчную область между Э. н колловдной химией. На границе между Э. н биологией возникла новая научная область — биозлехтрохииил; в отд.
направление вьщеляют и фотозвеюирохиззию. Элехтрохнм. процессы в полупроводниках обусловлены наличием двух видов подвижных носителей зарщи — электронов проводимости н дырох в валентной зоне 924 (см. Электратиммл полупроводиикав); расплавы и р-ры иа основе расплавов также представиют собой сложные элехтрохим. системы (см.
Электрохимии расплавев). Лкп. Прикктит ококзрозимик, 3 изк, М., 1984; Домоокии Б.Б., Потрий О А., Нкскзрокпмва,М., 19Ы. Б Б дамаскин. ЭЛВКТРОХЙМИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, изучает физ.-хим. процессы на границе раздела полупроводиик— электролит. Особеииосги электрохим. поведения полупроводников обусловлены, во-первых, лизкой концентрацией подвижиых зарядов — носителей тока, во-вторых, наличием двух видов иосвтелей тока — электронов в зоне проводимости и дырок. в валеитиой зоне.
Из-за низкой концентрации носителей тоха (иапро в чистом Се это величина порщка 10'3 см 3, тогда как в металлах концентрация свободных электронов порядка 101' см 3) полупроводниковая обкладка двайисга зквюлззичвского слоя диффузиа, подобно диффузной части двоииого электрич. слоя в случае металлич. электрода, погруженного в разб. р-р электролита. Вследствие этого значит. часть межфазнсго скачка лотвияиала локализовала в пслупроводиике, а диффереиц.
емхость полупровсдиихового электрода по порядку величины ниже, чем металлич. элехтрсда Напр., емкосгь электрода из Ое состаюиет песк. сотых мхФ/см', емкость металлич. электродов — десятки мкФ/смг. Скоросп электрохим, р-ций пропорциоиальиа концентрации подвижиых зарядов на пов-сти электрода. Вследствие низкой их хоицеитрации в полупроводнике токи обивиа электрохим. р-ций малы, эти р-ции обычно иеобратимы. В р-циях участвуют как элехгроиы проводимости (катодиые процессы), так и дырки (иапрт в р-циях аиодиого расгнореиия), часто независимо друг от друга; возможно тахже участие связаииых состояиий электроиов и дырок (экситоиов).
Для электрохим, кииппгки характерны диффузионные ограиичеиия, связанные с доставкой электронов проводимости (или дырок) из обьема полупроводника к его пов-сти. Эти ограничеиия могут проныгяться как появление предглъиых токов дырах (иа плодах из полупроводников л-типа, иаир. при аиодиом травлении Ое л-типа) или предельных токов элехтроиов (в случае катодов р-типа, напр, при вьщелеиии Нг из всдиых р-ров иа Ое р-типа). Для полупроводниковых электродов харжтериа фоточувствительиость (см. гйотоглвюпрохимию), причем освещение ускоряет преим. вводную р-цию иа пслупроводиике л-типа и катсдиую — иа полупроводнике р-типа. Возникновение неравновесных носителей тока— электронов и дырок в полупроводнике в ходе иегг-рых электрохим.
р-ций может сопровождаться электролюмииесцеицией. Наиб. часто используемые иа практике полупроводниковые электроды; Ое, З1, саед. типа А' В» (ОаА8, ОаР, 1пр), АнВ»' (СПЗ, СЗЗе, СПТе), дихалькогеииды перехсдиых металлов (МоЗз, МоЗег, узсЗ~), оксиды металлов (РегО3, Т1Оз, 2пО, 'зГсОз), тройные соединения (С01пЗег). Достижеиия Э.
и, применяются в микроэлехтроиике (вводное травление и электрополировка полупроводников, электроосажяеиие полупроводников и иа позгупронодиихах), хемотроиике (см. Элеюпра«ииичвскиг преобразователи информации), позволяют реализовать прямое преобразование солиечиой энергии в электрическую и химическ)ю.
Элехтрохиы. закономерности зачастую определяют коррозию полупроводников, а также возможиосзь их хим. травления, оба эти процесса примеияются как методы обработки пов-сти попупроводниковых элементов. Лкис П з сок о о Ю. В., з кик Дкойиоа окой и ззсюрокпок «ииопмо, Мз 1981, с. 133-731 турович Ю.Я., Пк коков Ю.Н., Фотоокогароппопкпоктрооотпков, М., 1983; Пкоокоз Ю.Н., Фотоолоюрозвмизоокоо прооьрозотзто солисткой знсрпт, М., 1990. Ок. токио кит ири ст. Фспмзкепоропммм.
Ю. В. Плесков. ЭЛВКТРОХЙМИЯ РАСПЛАВОВ, изучиет физ.-хим. процессы в распланл. азектролитах, Электролитами служат соли, их смеси и р-ры иоиизируемых в этих расплавах в-в, напр. оксидов. Т-ры плавления используемых электролитов обычно лежат в пределах 400 — 900 'С. Смеси солей применяют для снижения т-ры плавлению. Обычно это расплавленные смеси галогеиицов щелочных и шел.-зем. металлов ((ЧаС1, КС1, 925 3О электро ХИМИЯ 467 СаС13, ВаС1, и др.), эквиналепгиая электрич.
проводимость к-рых составляет 50 — 150 См смз. Высокая электрич, проводимость 2, расплавленных солей указывает иа ионную природу расплава и служит мерой сгепеии иоиизации солей. Особеииость расплавпеииых электролитов, помимо высокой Х,— большое иапряжеиие разложения, часто превышающее 3 В. Это позволяет при электролизе выделять из расплавленных электролитов гораздо больший круг металлов, чем из водиых р-ров (иэпряжеиие разложеиип воды при комиатиой т-ре 1,25 В) и создавать хим. источники тока с эдс до 2,5-3,5 В. Процессы иа электродах в распланах электролитов протекают при потенциалах, близких к равионесиым по отиошеиию к приэлектродиым слоям расплавов.
Зависимость потенциала разложеиия расплава от т-ры имеет линейный характер с отрицат инклоиом Кнк и в водных р-рах, дпя металлов в расплавах существуют электрохим. ряды напряжений, индивидуальные для каждого расплавленного электролита. Электродные потенциалы ме. галлов в распланлеииых солях подчиияются Игриста уравпеиию.
Разность потенциалов нулевого заряда металлов в расплавленных солях близка к контактной разности потеициалов (возиихает между пов-стями двух металлов в вакууме при их соприкосионении) в соответствии с теорией гвльваиич. потеициапов Фрумкина. Для расплавов, как и для водных р-ров злектполитов, харак»ермо образонаиие комплексиьзх соедииеиии. Прочность хомплексов увепичинапгся с увеличением заряда центрального атома, электрохим. потеициала лигагща и радиуса хатиоиа щелочного металла в электролите-растворителе,. Для распланов харахтерио сосуществование песк.
валеигиых форм ионов, равновесных с металлом. Поэтому средняя валеитиость ионов металла иногда выражается иецелым числом. Особенность кинетики электродных процессов в расплавленных солях — высокие скорости электрохим, р-ций. Поэтому их можно считать квазирввионесиыми процессами.
Наиб. медленной (лимитирующей) стадией электродного процесса обычно является мвссопереиос в-на к электроду (диффузия или миграция). Искточеиием ннляются стадии зарождении кристаллов при электрокристаплизации и образонаиие молекул газа из ацсорбироваииых иа аяектроде атомов, к-рые протекают еще медленнее (или с соизмеримыми скоростями). Напр., разряд А1 в распланлеииых хлоралюмииатах, как показано с помощью импедаисиых измерений, происходиг и условиях сдиовремеииого замедпеииого протекания разряда, кристаплизации и диффузии. Высокая т-ра ускоряет в зиачмг. степени диффузию в твердой фазе, по обусловливает образование диффузионных сплавов при осаждеиии металла иа твердом электроде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
