ЭЛЕКТРОДЫ
ЭЛЕКТРОДЫ
Электроды
Электроды. - Электродами называют части проводников гальваническойцепи, погруженный в вещества, подвергаемые действию гальваническоготока. Э. устраивают чаще всего из твердых, проводящих ток веществ, т. е.из металла или угля. Жидкие Э. встречаются нередко в лабораторной изаводской практике, примером чему могут служить ртутные Э., а также Э.из других расплавленных металлов. термин электрод предложен Фарадеем,чтобы им заменить для частных случаев более общий термин "полюсы".Отсюда следует, что электрод может быть характера положительного полюса;такой электрод Фарадей назвал анодом, а электрод характераотрицательного полюса получил название катода. В зависимости от теххимических превращений, которые совершаются при прохождении тока награнице электрод | электролит Э. бывают обратимые и необратимые. Границуэту принято графически обозначать выше поставленной вертикальной чертой,как и вообще границу двух веществ, на которой могут развиватьсяэлектровозбудительные силы. Обратимым электродом называют такой, укоторого в месте соприкосновения электрода с электролитом, при перемененаправления тока, совершается химическое прекращение, как раз обратноетому, что совершалось при первоначальном направлении тока. Э., неудовлетворяющие этому требованию, носят название необратимых. Примеробратимого электрода: тяжелый металл (медь, цинк, кадмий и др.)погруженный в раствор соли того же металла. При прохождении тока от медик медному купоросу - растворяется медь, при обратном направлении токамедь осаждается. Кроме качественных требований, обратимый электрод частодолжен удовлетворять количественным требованиям. Такой случайнаблюдается для газоплатиновых электродов, т. е. для платины,погруженной частью в раствор электролита частью же в атмосферу газа,выделяющегося при электролизе, хотя бы, например в атмосферу водорода.Если сила тока обратного будет такова, что у водород платинового анодабудет происходить только растворение водорода, но не будет выделениякислорода, такой электрод обратим для водород платинового катода.Обратимые металлические или газо-металлические электроды носят названиеэлектродов первого рода. Э. первого рода обратимы для катионов СuЁ, ZnЁ,CdЁ, Hя и т. д., а газо-металлические - для Оўў. Cl' и др. Э. второгорода являются обратимыми для анионов Clў, Brў, Jў и др. На существованиеобратимости в этих электродах было впервые указано Нернстом, он же дал итеорию этих электродов. Они представляют металлы, покрытые слоемнерастворимых солей этих металлов, погруженные в раствор соли с тем жеанионом, как и у нерастворимой соли. Примером может служить ртутныйэлектрод, покрытый слоем каломели (Hg2Cl), или серебряный электрод,покрытый слоем хлористого серебра (AgCl), погруженные в растворхлористого калия. При прохождении тока в одном направлении, когдаэлектрод является анодом, выделяющийся ион хлора, соединяясь с металломэлектрода, образует нерастворимую соль, т. е. как бы хлор "осаждаетсятоком на электроде"; когда же электрод становится катодом, хлорнерастворимой соли переходит в раствор. Эта качественная сторона явленийне дает, конечно, полной картины происходящих процессов, и говорит отом, что в таком электроде хлор является как бы металлом, отличающимсятолько знаком электричества его иона, возможно только для общейхарактеристики явления. Теория же явления, дающая точное представление,основана на химическом взаимодействии веществ у электрода. Еще сложнеетеория обратимых электродов 3-го рода. Эти Э. предложены Лютером, какобратимые для металлов, выделяющих водород из воды и, следовательно, немогущих служить в металлическом состоянии электродами. Остановимся наодном примере обратимого Э. для кальция (Са). Свинцовая пластинка,покрытая слоем смеси солей сернокислого свинца и сернокислого кальция,погруженная в раствор, содержащий хлористый кальций и насыщенныесернокислым свинцом и сернокислым кальцием, представляет, по Лютеру,обратимый Э. для кальция. Форма и величина электродов бывает самая разнообразная, в зависимостиот тех требований, которым они должны удовлетворять. Существенной дляэлектрода является та его поверхность, через которую ток попадает вэлектролит. Если ток электричества (J - сила тока) равномерно распределен по всейповерхности электрода (S), тогда величина носит название плотности токадля данного электрода. Для электрохимических целей часто необходимо хотябы приблизительное знание этой величины; поэтому вычисляют эту величинуделением J на S даже и в таких случаях, когда ток только приблизительноравномерно распределен по электроду. За единицу поверхности электродапринимают 100 квадратных сантиметров и обозначают N. D. 100, дляизмерения же J - обычную величину, т.е. силу тока, равную одному амперу.Так что N. D.100=1,5А обозначает, что через поверхность электрода в 100квадратных сантиметров проходит ток силой в 1,5 ампера. Из специальныхэлектродов должно упомянуть о каломельном обратимом электроде второгорода, получившем большое распространение, благодаря постоянству ипростой конструкции. В сосуд с впаянной снизу платиновой проволокой, надне которого находится ртуть, покрытая слоем каломели, наливаетсянормальный раствор хлористого калия, т. е. 74,6 гр. в литре раствора,или 0,1 нормальный. Электровозбудительная сила на границе этогоэлектрода и электролита, по Оствальду, в первом случае равна 0,56 вольт,во втором 0,616 вольт. Электрод этот носит название "постоянныйкаломельный электрод" и применяется в электрохимии. Вл. Кистяковский.
|
