Химическая энциклопедия - электродные процессы

физ.-хим. процессы, к-рые протекают на границе раздела проводников электрич. тока 1-го и 2-го рода и сопровождаются переходом через эту границу заряженных частиц электронов и (или) ионов. При этом в качестве проводников 1-го рода могут выступать разл. металлы и сплавы, хим. соед., обладающие электронной проводимостью (напр., оксиды), а также полупроводниковые материалы; в качестве проводников 2-го рода выступают разл. ионные системы р-ры и расплавы электролитов, а также твердые электролиты.

Любой Э. п. всегда протекает в двух направлениях: в катодном, когда к границе раздела со стороны электрода течет отрицат. катодный ток (соответствующую плотность тока обозначают ), и в анодном, когда к границе раздела со стороны электрода течет положит. анодный ток (плотность тока ). Суммарный Э. п. является катодным, если , и анодным, если ; при этом измеряемая плотность тока . Катодные процессы связаны с переносом электронов е от электрода к молекулам или ионам реагирующих на электроде в-в; последние при этом восстанавливаются. В анодных процессах, наоборот, происходит окисление реагирующих в-в, сопровождающееся переходом электронов на электрод либо растворением материала электрода. Хим. превращения в катодном процессе наз. электровосстановлением (напр., О 2 + 4е +4Н ⁺ 2Н 2 О), в анодном электроокислением (напр., 2Сl^- 2е С12). В условиях электрохим. равновесия i =i и i = 0.

Обнаружить анодную составляющую катодного Э. п. можно с помощью радионуклидов. Так, если на амальгаме цинка, содержащей радионуклид Zn, в неактивном р-ре ZnSO4 проводить катодный Э. п.

Zn²⁺ + 2e(Hg)Zn(Hg), то через нек-рое время р-р также

обнаруживает радиоактивность из-за наличия . Закон сохранения массы в ходе Э. п. отражают Фарадея законы.

Важной особенностью Э. п. является их стадийный характер. Рассмотрим стадии Э. п. на примере р-ции 2Н 3 О ⁺ + 2е(М) Н 2 + 2Н 2 О (М металл). В стадии массопереноса ионы Н 3 О ⁺ из объема р-ра переходят к пов-сти металла М: (Н 3 О ⁺) об (Н 3 О ⁴) пов. Затем следует стадия вхождения ионов Н 3 О ⁺ в двойной электрический слой (их адсорбция на электроде): (Н 3 О ⁺) пов (Н 3 О ⁺) адс. После этого имеет место собственно электрохим. стадия разряда-ионизации: (Н 3 О ⁺) адс + е(М)Н адс + Н 2 О. Удаление адсорбированного водорода с пов-сти электрода может осуществляться по трем параллельным путям:

1) 2Н адс (Н 2) пов

2) Н адс + е(М) + (Н 3 О ⁺) адс (Н 2) пов + (Н 2 О) адс,

3) Н адс + е(М) + (Н 2 О) адс (Н 2) пов + (ОН ^-) адс

Путь (1) получил назв. рекомбинации, а пути (2) и (3) -электрохим. десорбции с участием соотв. ионов Н 3 О ⁺ и молекул воды. Затем следует стадия массопереноса растворенного Н 2 от пов-сти металла в объем р-ра: (Н 2) пов (Н 2) об. И, наконец, процесс завершается стадией образования новой фазы пузырьков Н 2: (Н 2) об (Н 2) газ. Если же в р-ре имеется к.-л. орг. основание В (напр., пиридин), возникают дополнит. стадии: хим. взаимодействие В + Н 3 О ⁺ ВН ⁺ + Н 2 О (в объеме р-ра и на пов-сти электрода), разряд адсорбированных частиц ВН ⁺ и удаление продуктов с пов-сти электрода.

Выяснение механизма Э. п. и определение скоростей как отдельных стадий, так и суммарного Э. п. составляет предмет электрохимической кинетики. Э. п. лежат в основе прикладной электрохимии.

Лит.: Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Введение в электрохимическую кинетику, 2 изд.. М., 1983.

Б. К. Дамаскин.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988