Cтраница 2
Теория Гориучи учитывает степень заполнения поверхности электрода атомами и молекулярными ионами водорода, а также характер взаимодействия между адсорбированными частицами. В простейшем случае уравнения, выведенные Гориучи, переходят в формулу Гафеля. [16]
Теория Гориучи учитывает степень заполнения поверхности электрода атомами и молекулярными ионами водорода, а также характер взаимодействия между адсорбированными частицами. В простейшем случае уравнения, выведенные Гориучи, переходят в формулу Тафеля. [17]
Так называемый электрохимический механизм, описанный Гориучи и Окамото [ J. Tokyo, 28, 231 ( 1936) ] и Гирота и Гориучи [ К. Japan, 13, 228 ( 1938) ], имеет много сходных черт с вышеуказанной схемой. [18]
Использование непрерывного распределения энергии вместо квантового оправдано до тех пор, пока размыт дискретный энергетический спектр колебательного движения вследствие сильного взаимодействия частиц в растворе, так что вместо определенной частоты появляется широкая непрерывная полоса частот. Но изменение частоты означает изменение потенциальной кривой колеблющегося протона, а следовательно, и барьера, который, согласно Гориучи и Поланьи [16], образуется в результате пересечения этой кривой с потенциальной кривой адсорбированного атома водорода. [19]
Механизм Фольмера - Тафеля отвечает тому случаю, когда замедленно протекает разряд, а отвод образовавшихся атомов водорода осуществляется их рекомбинацией. По механизму Фольмера - Гейровского, замедленной стадией по-прежнему будет разряд, но удаление атомов водорода происходит путем их электрохимической десорбции. По механизму Тафеля - Гориучи, рекомбинация водородных атомов определяет скорость всего процесса и в то же время обеспечивает отвод атомов водорода, образующихся в результате разряда, протекающего без торможений. [20]
Механизм Фольмера - - Тафеля отвечает тому случаю, когда замедленно протекает разряд, а отвод образовавшихся атомов водорода осуществляется их рекомбинацией. По механизму Фольмера - Гейровского, замедленной стадией по-прежнему будет разряд, но удаление атомов водорода происходит путем их электрохимической десорбции. По механизму Тафеля - Гориучи, рекомбинация водородных атомов определяет скорость всего процесса, и в то же время обеспечивает отвод атомов водорода, образующихся в результате разряда, протекающего без торможений. В основе механизма Гейровского - Гориучи лежит предположение, что скорость определя ется стадией электрохимической десорбции, являющейся одновременно наиболее эффективным способом удаления адсорбированного водорода. При диффузионном механизме все стадии протекают быстрее, чем удаление молекулярного водорода, растворенного в слое электролита, примыкающем к поверхности электрода. [21]
Механизм Фольмера - Тафеля отвечает тому случаю, когда замедленно протекает разряд, а отвод образовавшихся атомов водорода осуществляется их рекомбинацией. По механизму Фольмера - Гейровского, замедленной стадией по-прежнему будет разряд, но удаление атомов водорода происходит путем их электрохимической десорбции. По механизму Тафеля - Гориучи, рекомбинация водородных атомов определяет скорость всего процесса и в то же время обеспечивает отвод атомов водорода, образующихся в результате разряда, протекающего без торможений. [22]
Переходный комплекс может появиться и без предварительного акта разряда и образования адсорбированного атома водорода. Для этого необходимо, чтобы один из двух находящихся по соседству адсорбированных ионов водорода приобрел электрон. Электрохимическая десорбция, по Гориучи, не обязательно должна проходить через разряд гидроксониевого иона на поверхности металла, уже частично покрытой атомами водорода. [23]
Механизм Фольмера - Тафеля отвечает тому случаю, когда замедленно протекает разряд, а отвод образовавшихся атомов водорода осуществляется их рекомбинацией. По механизму Фольмера - Гейровского замедленной стадией по-прежнему будет разряд, но удаление атомов водорода происходит при их электрохимической десорбции. По механизму Тафеля - Гориучи рекомбинация водородных атомов определяет скорость всего процесса и в то же время обеспечивает отвод атомов водорода, образующихся в результате разряда, протекающего без торможений. В основе механизма Гейровского - Гориучи лежит предположение о том, что скорость определяется стадией электрохимической десорбции, являющейся одновременно наиболее эффективным способом удаления адсорбированного водорода. При диффузном механизме все стадии протекают быстрее, чем удаление молекулярного водорода, растворенного в слое электролита, который примыкает к поверхности электрода. Кроме перечисленных, возможны также и другие кинетические варианты протекания процесса катодного выделения водорода. Так, например, может оказаться, что константы скоростей двух или большего числа стадий мало отличаются друг от друга. Тогда при изменении условий, в которых происходит реакция, один механизм может замениться другим. При постоянных условиях на одном и том же электроде вследствие неоднородности его поверхности могут существовать участки, где выделение водорода совершается различными путями. [24]
Из уравнений ( ХХ-29) и ( ХХ-33) следует также, что перенапряжение должно уменьшаться под влиянием всех факторов, увеличивающих ток обмена. Наиболее важными из них следует считать природу металла и растворителя. Для качественной оценки влияния этих факторов на величину электрохимического перенапряжения весьма удобным оказался метод потенциальных кривых, предложенный Гориучи и Поляни в 1935 г. С помощью этого метода Го-риучи и Поляни дали описание процесса катодного выделения водорода и получили качественно совпадающую с опытом зависимость между электрохимическим перенапряжением и плотностью тока. Здесь в качестве примера будет рассмотрено выделение водорода из кислых растворов. Электрохимический акт отвечает в данном случае переходу протона из состояния гидратированного иона в состояние атома водорода, адсорбированного металлом. Кривая АВД передает изменение свободной энергии гидратированного протона как функцию расстояния между протоном и молекулой воды. Потенциальная кривая NCBF отвечает увеличению ( или уменьшению) свободной энергии системы Н - М с изменением расстояния между адсорбированным атомом водорода и поверхностью металла. [25]
Механизм Фольмера - - Тафеля отвечает тому случаю, когда замедленно протекает разряд, а отвод образовавшихся атомов водорода осуществляется их рекомбинацией. По механизму Фольмера - Гейровского, замедленной стадией по-прежнему будет разряд, но удаление атомов водорода происходит путем их электрохимической десорбции. По механизму Тафеля - Гориучи, рекомбинация водородных атомов определяет скорость всего процесса, и в то же время обеспечивает отвод атомов водорода, образующихся в результате разряда, протекающего без торможений. В основе механизма Гейровского - Гориучи лежит предположение, что скорость определя ется стадией электрохимической десорбции, являющейся одновременно наиболее эффективным способом удаления адсорбированного водорода. При диффузионном механизме все стадии протекают быстрее, чем удаление молекулярного водорода, растворенного в слое электролита, примыкающем к поверхности электрода. [26]
Механизм Фольмера - Тафеля отвечает тому случаю, когда замедленно протекает разряд, а отвод образовавшихся атомов водорода осуществляется их рекомбинацией. По механизму Фольмера - Гейровского замедленной стадией по-прежнему будет разряд, но удаление атомов водорода происходит при их электрохимической десорбции. По механизму Тафеля - Гориучи рекомбинация водородных атомов определяет скорость всего процесса и в то же время обеспечивает отвод атомов водорода, образующихся в результате разряда, протекающего без торможений. В основе механизма Гейровского - Гориучи лежит предположение о том, что скорость определяется стадией электрохимической десорбции, являющейся одновременно наиболее эффективным способом удаления адсорбированного водорода. При диффузном механизме все стадии протекают быстрее, чем удаление молекулярного водорода, растворенного в слое электролита, который примыкает к поверхности электрода. Кроме перечисленных, возможны также и другие кинетические варианты протекания процесса катодного выделения водорода. Так, например, может оказаться, что константы скоростей двух или большего числа стадий мало отличаются друг от друга. Тогда при изменении условий, в которых происходит реакция, один механизм может замениться другим. При постоянных условиях на одном и том же электроде вследствие неоднородности его поверхности могут существовать участки, где выделение водорода совершается различными путями. [27]
В этом комплексе частицы Н и Н, располагаясь симметрично относительно оси связи между молекулой воды и металлом Н2О - М, образуют молекулярный ион Щ, связанный одновременно с поверхностью металла и молекулой воды. Связь с металлом обеспечивается за счет валентного электрона, связь с молекулой воды -: за счет результативного положительного заряда иона. Переходный комплекс может появиться и без предварительного акта разряда и образования адсорбированного атома водорода. Для этого необходимо, чтобы один из двух находящихся по соседству адсорбированных ионов водорода приобрел электрон. Электрохимическая десорбция, по Гориучи, не обязательно должна проходить через разряд гидроксониевого иона на поверхности металла, уже частично покрытой атомами водорода. [28]
В этом комплексе частицы Н и Н, располагаясь симметрично относительно оси связи между молекулой воды и металлом ( Н2О - М), образуют молекулярный ион Н2, связанный одновременно с поверхностью металла и с молекулой воды. Связь с металлом обеспечивается за счет валентного электрона, связь с молекулой воды - за счет результативного положительного заряда иона. Переходный комплекс может появиться и без предварительного акта разряда и образования адсорбированного атома водорода. Для этого необходимо, чтобы один из двух ближайших адсорбированных ионов водорода приобрел электрон. Электрохимическая десорбция, по Гориучи, таким образом, не обязательно должна проходить через разряд гидроксониевого иона на поверхности металла, уже частично покрытой атомами водорода. [29]
В этом комплексе частицы Н и Н, располагаясь симметрично относительно оси связи между молекулой воды и металлом ( Н2О - М), образуют молекулярный ион Н2, связанный одновременно с поверхностью металла и с молекулой воды. Связь с металлом обеспечивается за счет валентного электрона, связь с молекулой воды - за счет результативного положительного заряда иона. Переходный комплекс может появиться и без предварительного акта - разряда и образования адсорбированного атома водорода. Для этого необходимо, чтобы один из двух ближайших адсорбированных ионов водорода приобрел электрон. Электрохимическая десорбция, по Гориучи, таким образом, не. [30]