А.И. Левин - Теоретические основы электрохимии (1134479)
Текст из файла
А. И. ЛЕВИН ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИИ ДОПУШЕНО мнннстеРстВОИ ВысшеГО и сРеднеГО СПЕДИВЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ для студентов хнтвико-технологических вузов н авкультетов госудАРственнов нхучно.техническое издхтельство ЛИТЕРАТУРЫ ПО ЧЕРНОЙ И ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Москва 1У68 иДК МНИ.ЕН.ЦОУб.а1 АННОТАЦИЯ В книге изложены современные теорин прохождения тока через растворы электролитов; приведены основные положения теории слабых и сильных электролитов; рассматриваются электродвижушне силы гальванических злементов и скачки потенциалов, возникающие на границе фаз; описывают«я концентрационные элементы и условия их применения", анализируется строение, свойства и теория двойного электрического слоя; даны сведения об электрокапиллярных и электрокинеэяческих явлениях; приводится анализ природы и особенностей электродной поляризации; рассматриваются современная теорвя и закономерности электроосаждения металлов из растворов их простых и комплексных солей; представлены новейшие данные по коррозии металлов и явлению пассивности.
Книга предназначена для студентов старших курсов химико-тевиологичеоких вузов и факультетов, а также для вмжннерно-технических работнигюв в области электрометаллургии, технической электрохвмни, коррозии металлов, гальванотехнвки. Пособие представляет кнтерес для аспирантов и научных работников соответствующих научно-исследовательских вютитутоа и лабораторий. Книга будет также полезной работникам смежных областей при организации и осуществлении физико-химичесннх метсщов .анализа и в других специальных случаях. ПРЕДИСЛОВИЕ Программа, принятая ХХП съездом КПСС„поставила перед советской наукой ответственные задачи, связанные с созданием в нашей стране материально-технической базы коммунистического общества.
В этом историческом документе, в частности, определено преимущественное развитие большой химии, энергетики, ., металлургии. Решение проблемы дальнейшего совершенствования и интенсификации проимодства цветных, редких, благородных и рассеянных металлов возможно лишь на основе широкого применения новых, высокоэффективных технологических процессов, базирующегося на глубоком понимании механизма этих процессов. Здесь особое значение приобретает теоретическая электрохимия — наука, обобщающая законы статики и кинетики электродных реакций.
Советским электрохимикам удалось создать тонкую экспериментальную методику исследования электродных процессов: построение поляризационных кривых в стационарных и нестационарных условиях,:метод с использованием переменных токов, осциллографический метод, позволяющий установить временную зависимость потенциала электрода при пропускании тока постоянной силы, метод меченых атомов и др. Новые инструментальные методы раскрыли перед исследователями более широкие горизонты. Так, было показано, что основным фактором, определяющим возникновение скачка потенциала на границе между.
металлом и раствором, является двойной электрический слой из зарядов металла и ионов раствора. Было найдено, что на условия ~появления и величину скачка потенциала между металлом н раствором большое влияние оказывает адсорбция и ориентация дипольных молекул. Сопоставление данных, полученных при изучении злектрокапиллярных явлений, пролило яркий свет на роль поверхностно активных и коллоидных веществ, адсорбирующихся на поверхности электродов.
Однако до настоящего времени все еще имеется некоторое несоответствие между теоретическим обоснованием закономерностей электролиза и соответствующими реальными процессами электрокристаллизации, прочно вошедшими в современные технологические схемы цветной металлургии. ПРедисловие Установленное жизнью единство задач и целей, стояших перед электрометаллургией и технической электрохимией, убедительно свидетельствует о важности электрохимической науки, о ее исключительной етрактической направленности и широте.
Поэтому целесообразность и своевременность издания новых учебников, учебных аособий по теоретической электрохимии, рассчитанных на подготовку квалифицированных кадров в области цветной металлургии и технической электрохимии, не вызывает сомнений, Автор отдает себе отчет в том, что далеко не все проблемы теоретической электрохимии изложены в книге достаточно полно, он ставил перед собой цель осветить проблемы, наиболее существенные для студентов технологических вузов. ВВЕДЕНИЕ В настоящее .время в важнейших отраслях промышленности многие технологические операции осуществляют с применением электрохимического метода.
Получение тяжелых цветных, благородных, легких и редких металлов высокой чистоты, осуществление гальванических покрытий, обладающих особыми механическими и антикоррозионными свойствами, изыскание новых н совершенствование имеющихся химических источников гока, производство разнообразных продуктов окисления и восстановления, гальванопластика — вот далеко не ~полный перечень производств, использующих электрохимический метод. Интенсификация электрохимических процессов и создание новых производств невозможны в настоящее время без глубокого изучения теоретических проблем электрохимии.
Характерная особенность теоретических исследований, выполненных за последние десятилетия. — их тесная связь с практвкой. Применение ряда теоретических обобщений, касающихся, например, строения двойного электрического слоя, и использование оригинальных прецизионных методов исследования позволили обобщить громадный опытный материал и осветить многие экспериментальные наблюдения, накопленные в области пе. ренааряжения при разряде ионов .водорода и ряда металлов. При современных масштабах производства особый интерес проявляется к .вопросам интенсификации и совершенствования электролитического извлечения и рафинирования различных цветных металлов.
Следует иметь в виду, что состояние технической электрохимии и гидрометаллургии в данное время таково, что поиски новых возможностей в технологии без глубокого и всестороннего теоретического анализа пропессов могут привести лишь к случайным результатам и обобщениям. Чтобы создавать наиболее рациональные процессы и сознательно совершенствовать электрохимическую технологию, необходимо глубоко ~разбираться в механизме электродных реакций, знать законы и особенности, сопровождающие взаимные превращения электрической энергии в химичеокую и обратно.
Теоретическая электрохимия перекликается со многими обла- Введение стями науки и более всего с физической и коллоидной химией. .Для электрохимии характерно, что она имеет депо с управляемыми и самопроизвольно протекающими процессами, проходящими в электролите и главным образом на границе фаз электрод — электролит. В сферу изучения этой области знаний входят преимущественно гетерогенные системы, состоящие из двух или более гомогенных областей.
Это существенно отличает электрохимию от ряда других разделов химической науки и технологии. Электрохипеические реакции, чгротекающие на пранице раздела двух фаз, совершаются |при наличии двойного электрического слоя из зарядов, находящихся в металле, и ионов другого знака в растворе. Подобные ионные двойные слои, возникающие на границе соприкосновения фаз, приводят к глубоким изменениям физико-химических свойств поверхностных слоев. Процесс ионного обмена протекает таким образом, что значение электродного потенциала отвечает термодинамическому равновесию между металлом и электролитом. Однако и в случае отсутствия двойного ионного слоя па поверхности раздела металл — раствор здесь может возникнуть скачок потенциала.
Избыток или недостаток вещества в поверхностном слое по сравнению с содержамием вещества в объеме раствора приводит к адсорбции растворенных днпольных молекул и даже нейтральных атомов или ориентации их относительно поверхности. В последнее время особое внимание проявляется к проблемам электрохимнческой кинетики, которые являются центральными при осуществлении любых электродных реакций. Теоретические обобщения и выводы электрохимической кинетики все более широко применяются не только при изучении теоретических закономерностей электрохимии, но и в электрохимичеокой технологии. Результаты теоретических исследований позволяют, в частности, глубже осознать связь между явлениями, которые протекают при возникновении двойного электрического слоя на границе фаз, и теми глубокими изменениями- вещества, которые наблюдаются па электродах при пропускании тока.
До недавнего времени ври исследовании электродных процессов усилия электрохимиков были сосредоточены главным образом на выборочном, иногда случайном изучении некоторых промежуточных стадий суммарных реакций, аротекаюших на электродах. Эти промежуточные стадии часто рассматривались как важнейшие, определяющие скорость электрохимического процесса в целом. В настоящее время в значительной степени благодаря фун'даментальным исследованиям советских электрохимиков .все большее внимание уделяется выяснению взаимосвязи между Вмдение адсорбционными и электрохимическими явлениями, наиболее широкому и систематическому обобщению механизма разряда ионов и кинетики электродных процессов, при этом и качестве объектов исследования привлекаются различные газообразные н .металлические пещества, способные восстанавливаться или окисляться на электродах.
Так, в последние годы были особенно подробно изучены закономерности разряда водородных и частично металлических ионов, исследовалась кинетика обмена между амальгамами и ионами металлов, реакции ~взаимодействия простых и сложных комплексных ионов на катоде с перезарядкой или восстановлением их до металла и ряд других существенных проблем.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
