15 Билет

1 напряж на электролиз ванне. Количество электроэнергии, затраченное на получение единицы количества металла (или другого продукта электролиза).

[кВтч/кг] U = E_r + E_ом + _к + _а U – напряжение на электролизной ванне, E_r – равновесная ЭДС, E_ом –омические падения напряжения во всех токоведущих частях электролизёра, _к , _а поляризация катода и анода.

Напряжение можно найти по закону Ома. Удельный расход электроэнергии-расход электроэнергии отнесен к массе получен пр-та при эл-зе

2механизм масса переноса. Перенос реагирующих веществ в условиях электрохимической реакции может осуществляться по трём механизмам. Первый механизм – молекулярная диффузия, то есть перемещение частиц вещества под действием градиента концентрации. При прохождении через границу электрод-электролит электрического тока концентрация реагирующих веществ у поверхности падает и одновременно растёт концентрация продуктов реакции.

Прилегающая к электроду область раствора, в которой происходит изменение концентрации раствора, но сохраняется условие электронейтральности, называется диффузионным слоем. Этот слой нужно отличать от диффузной части двойного электрического слоя. Обычно толщина диффузионного слоя на порядок и более превышает толщину диффузной части двойного электрического слоя, а поэтому при решении задач массопереноса полагают, что в первом приближении начало диффузионного слоя соответствует координате x = 0 (ось x направлена вдоль нормали к поверхности электрода).

Второй механизм массопереноса –миграция – связан с перемещением заряженных частиц под действием электрического поля, которое возникает в диффузионном слое при прохождении через него электрического тока.

Третий механизм массопереноса – конвекция, то есть перенос вещества вместе с потоком движущейся жидкости. В естественных условиях конвекция возникает в результате градиента плотности раствора, который, в свою очередь, является следствием концентрационных или температурных изменений в приэлектродном пространстве. Искусственную (вынужденную) конвекцию создают перемешиванием электролита или вращением самого электрода.

Изменение скорости совершается в некотором слое, который называется пограничным слоем _гр, или слоем Прандтля. Передача движения от одного слоя к другому определяется кинематической вязкостью жидкости . Передача растворённого вещества диффузией определяется коэффициентом диффузии D.

  10^-2 см²/с; D  10^-5 см²/с   0,1 _гр

Для случая естественной конвекции для вертикального расположения электрода

k0,6; h – высота электрода;  - плотность раствора; g - ускорение силы тяжести.

Для вынужденной конвекции, когда ламинарный поток жидкости набегает с одной стороны на пластинчатый электрод i_d определяется из уравнения

x – расстояние вдоль электрода.

Третий случай конвективной диффузии реализуется при применении вращающегося дискового электрода. Особенностью дискового электрода является постоянство толщины диффузионного слоя в любых точках его поверхности. Предельный ток на дисковом электроде описывается уравнением

i_d = 0,62 z F ^1/2^-1/6D^1/2c₀  - скорость вращения дискового

электрода.

3 электропроводн и числа переноса расплавлен солей. Расплавленные соли близки по строение к твердому веществу.

Электропроводность. Величина электропроводности соли связана с природой химической связи в ней структурными изменениями при плавлении.

λ= χ

M – молекулярная масса соли, г/моль.

m – число атомов металла в молекуле соли.

n – валентность катиона.

ρ – плотность соли

λ – зависит от заряда, подвижности ионов, их количества в единице объема.

χ – для бинарных смесей плавно меняется при изменении их состава

Электропроводность связана с движением ионов и зависит от их природы и взаимодействия между ними.

Числа переноса.

1. В бинарных смесях с общим ионом один сорт покоится например ионы Х^- в смесях АХ-ВХ. Это позволяет определить числа переноса А⁺ и В⁺ по отношению к ионам Х. Это дает возможность характеризовать свойства ионов одного знака в расплавленных смесях с общими катионами или анионами. (внутренние числе переноса)

2. Числа переноса (t_- , t₊) можно рассматривать относительно покоящейся массы электролита. Тогда в это время малая часть ионов переносит электричество. ( внешние числа переноса)