A használata elektrolitok - kémia
3. Az elektrolitok
Az elektrolitok fontos szerepet játszanak a tudomány és a technológia. Ezek részt vesznek számos biológiai és elektrokémiai folyamatok egy közepes a szerves és szervetlen szintézis és elektrokémiai termelés.
Készülékek szilárd oxiddal elektrolitok. A fő cél a szilárd oxid elektrolit volt látható a létrehozása a tüzelőanyag-cella - kémiai áramforrás, amelyben az energia a gáz közvetlenül alakítjuk elektromos energiává. Az üzemanyagcellák - közeli rokonai a telepeket. De mindaddig, amíg azok elektrolit és az elektródák aktív anyag, és az üzemanyagcellák működhet a végtelenségig, amíg kiszállításra kerül az üzemanyag. Szisztematikus kutatást szilárd oxid elektrolit kezdődött Németországban a korai 50-es évek óta a késő 50-es fejlesztettek ki a Szovjetunióban, az USA-ban és Kanadában. Hazánkban ezek a művek a kezdetektől vezette a Kémiai Intézet, Ural Branch a Szovjetunió (Szverdlovszk, most Jekatyerinburg), valamint a School of Magashőmérsékletű Elektrokémiai szilárd elektrolitok létre az Urál, vált egy egyedülálló széles lefedettség és mélysége a problémák a tanulmány.
Szerkezetek, amelyek alapján szilárd oxid elektrolitok, szabadalmaztatott sokat, de az elvileg a hatás ugyanolyan, és meglehetősen egyszerű. Ez a teszt csövet egy pár elektródát egy falon, a külső és belső. Ez kerül egy melegítő; a cső belsejében, és a környező térben, a gáz is szállítható. Lássuk milyen funkciókat végezhet ilyen eszközök.
Potenciometrikus érzékelők gázösszetétel. Talán a legegyszerűbb. Elektródák különböző gázok szert különböző potenciál. Ha, mondjuk, a cső belsejében a tiszta oxigén, és a külső - egy ismeretlen gáz által annak koncentrációja, az elektród potenciál különbség ezen koncentrációját lehet meghatározni.
Potenciometriás szenzorok lehetővé teszik, hogy meghatározzák a készítmény és bonyolultabb tartalmazó gázkeverékek szén-dioxid, szén-monoxid, hidrogén és vízgőz. Ha a csap a szilárd elektrolit az elektródák végein melegítjük egyenetlenül, akkor kezdi elveszíteni oxigén és egy potenciális különbség az elektródák között. Annak értéke meghatározható, például az összetétele a kipufogógáz az autó motorja. Nyugaton, ahol a követelmények tisztaságát a kipufogógáz nagyon szigorú, mint az érzékelők által termelt milliók. Azt is, hogy az ilyen „apróságok”, amíg nem figyel.
Oxigén érzékelők az egyetlen eszközök szilárd oxid elektrolitok, amelyek már talált gyakorlati alkalmazását.
Oxigén szivattyúk. Hagyja, hogy a külső tér csöveket szállított levegővel vagy oxigént tartalmazó gázzal. Ha a külső elektród egy anódot és a belső - katód, a gáz a csőben megy tiszta oxigén. Az ilyen eszközök - szivattyúk oxigén - lehet alkalmazni, ahol az oxigénfogyasztás alacsony vagy ez szükséges nagy tisztaságú.
Elektrolizerek. Most a külső elektróda - katód - tápláljuk vízgőz vagy szén-dioxid. A katód lesz bővítése gőzzel vagy szén-dioxid, és az oxigén fejlődik az anódon mindkét esetben. Az egyedülálló képessége, hogy a magas hőmérsékletű elektrolizáló egyidejűleg lebontó vízgőz és szén-dioxid, hogy hozzon létre egy életfenntartó rendszert, például, a térben tárgyakat.
Teploelektrogeneratory. A férfi megtette az első lépést függetlenség felé a természet, a tanulás, hogyan kell tartani a tüzet, valóban univerzális energiaforrás. Koster adta meleg és fény, akkor elő az ételt, ő fordított annyi üzemanyagot, ha szükséges. Koster évezredek maradt a fő erőmű ember, és nem meglepő, hogy úgy érezzük, valami nosztalgia a tűzhely égő tűzifa.
Még a végén a múlt század adta fényt gyertyák és petróleum lámpa, és a hő - kemence. Alig több mint száz évvel ezelőtt egy férfi kezdett dolgozni villamosenergia hogy adhatna fény, hő, mechanikai munka. Egy időben úgy tűnt, hogy az összeg elég otthon csak villamos energiát, és ők is átalakítja azt semmit. De azt mondta, hogy gazdaság szó: az energiahatékonyság 40% -nál kisebb, az átviteli veszteség és a fordított átalakítása villamos energia más energiaforrások is jelentős. Egyértelmű, hogy ott, ahol csak be kell melegíteni, hogy tanácsos lenne rögtön az üzemanyag. Nem véletlen, ma tárgyalt egy egyszerű ötlet: vissza a „fókusz” a házban formájában elektrokémiai generátort egy üzemanyagcella, amely átalakítja az üzemanyag árammá és a hő.
Az üzemanyagcellák. Legyen a külső falak a csövek táplált hidrogén és benne - oxigén. Feszültség lép fel az elektródák között mintegy egy voltos, összekapcsolásával az áramkör áram folyik, és az elektród reakció inverz, hogy át a sejtbe. A külső elektróda az anód, a belső - katód, és a készülék válik áramforrás - a szilárd oxidos tüzelőanyag-cella.
Egy és ugyanazon eszköz szolgálhat üzemanyagcella és az elektrolízis, amely lehetővé teszi, hogy felhalmozódnak a villamos energia. Között az alacsony fogyasztás nem igényelt teljesítmény előállítására használják hidrogénatom. A csúcs-fogyasztás elektrolizáló kezdődik, mint egy üzemanyagcella, villamosenergia-termelő hidrogénatom konvertálni szén, olaj, az alkoholok és a különböző gázok (amelyek, például, Brazíliában, a tüzelőanyagként használt autók). Az elem lesz az alapja egy elektrokémiai generátor, amely jelentősen megváltoztatja a fogalom a hazai energiaellátás. A legegyszerűbb technikailag generátor földgázzal - metán vagy propán.
Tanulmányok kimutatták, hogy az elektromos hatásfok eléri a 70%. A fennmaradó 30% az üzemanyag energia szabadul fel hő, amelyet fel lehet használni a gőzturbinák. A hatékonyság ilyen kombinált egység képes haladja meg a 80% - például a magas hatásfok nem egy generátor.
Nyolc évvel ezelőtt, az Institute of Magashőmérsékletű Elektrokémiai Ural Branch az orosz Tudományos Akadémia készült egy demo generátor metán kapacitás egy kilowatt. De ahhoz, hogy a gyakorlati megvalósítása esetén nem éri el. Fejlesztési munka már elkezdődött, a végére, és nem hozott. A feladat nagyon összetett, meg kell foglalkozni keretében a nemzeti program, amely megpróbálja fejleszteni sikertelennek bizonyult eddig.
Az elektrolit lúgos nátrium-lítium széles körben használatosak a gépjárműiparban és bányaipari. A fő célja ennek elektrolit - tele van különböző alkáli elemet. Arra használják, hogy töltse ki az akkumulátort az elektromos targoncák és speciális bánya mozdonyokhoz.
Savas elektrolit feltöltésére használható az ólom-savas akkumulátorok az autók és teherautók.
Hogy előkészítse a elektrolit fürdőbe, bélelt ólomból, öntött hidrogén-fluorid HF, és hozzáadtunk bórsav H3 BO3. Az így kapott bórsav HBF4 szűrjük, és feloldjuk benne a szén kadmium. Ahhoz, hogy ragyogó bevonatot használt elektrolitot az alábbi összetételű, g / l. A bevonat végezzük katód áramsűrűség, 9-10 A / dm2 és a hőmérséklet a 50 ° C-on
Amikor kadmiumbevonat alkatrészek bonyolult geometriai formák használt amin elektrolitok szórási teljesítmény, amely magasabb, mint a sav. Leggyakrabban használt elektrolitot az alábbi összetételű, g / l.
Bevonat hajtjuk végre katódos áramsűrűség a 0,5-1,0 A / dm2, pH = 6,9, és a fürdő hőmérséklete 20-25 ° C-on Ez az elektrolit egy jó puffer kapacitása, és nem igényel gyakori beállítás.
A bevezetés után a dextrin javított felületi szerkezete és katódos polarizációs növekszik. Bevezetés fluoreszcein hozzájárul, hogy megszerezze a finomszemcsés szerkezetet.
Cyanide elektrolitok előállítását teszi lehetővé bevonatok nagyon jó minőségű, de köszönhetően a magas toxicitása alkatrészek és annak szükségességét, hogy bonyolult és drága telepek szennyvíz tisztítására lemerült elektrolitok világítás ezek a növények nem kell alkalmazni.
Egyéb elektrolitokat, mint például az etilén-diamin és fenolsulfatnye, nem használják széles körben, mint improduktív munkát velük.
Passziválás kadmium bevonat termelnek sokkal ritkábban, mint a cink.
Amikor passziválás alkatrészek merítjük 5-10 másodpercig egy olyan oldatban, ami után kivettük, és alaposan mossuk folyó víz, áramban megszárítjuk tételek meleg levegő.
Így összefoglalni: Az elektrolitok anyagok, oldatok, és ötvözetek más anyagokkal, amelyek vezetik elektrolitikusan galvánáramot.
Erre utal az elektrolitikus vezetőképesség ellentétben a fémet kell tekinteni azt a lehetőséget, hogy megfigyelje a kémiai bomlás az anyag egy többé vagy kevésbé folytonos áramot. A kémiailag tiszta állapotban elektrolitok általában elhanyagolható elektromos vezetőképesség.
A kifejezés elektrolitot vezetjük be a Faraday tudomány. KE Ahhoz, hogy az elektrolit, amíg az utolsó alkalommal, tipikus sók, savak és bázisok, valamint a víz. Tanulmányok a nem-vizes oldatok, valamint a vizsgálatok nagyon magas hőmérsékleten jelentősen bővül ezen a területen.
IA Heels, Kadi, Carara, PI Walden és mtsai. Kimutatták, hogy nem csak a vizes és alkoholos oldatok jelentősen vezetőképes, hanem megoldások számos egyéb anyagok, mint például a folyékony ammóniát, folyékony kén-dioxiddal, és így tovább. N .
Azt is megállapították, hogy számos, a anyagok és ezek keverékei, a kiváló szigetelők közönséges hőmérsékleten, például vízmentes oxidok fémek (kalcium-oxid, magnézium-stb), mivel a hőmérséklet emelkedik a elektrolitikus vezetékek.
Ismert Nernst izzólámpa, amelynek az elvét megnyílt Yablochkov zseni, kiváló illusztrációja ezeket a tényeket. A keveréket a oxidok - „izzótest” a Nernst-lámpa nem vezetőképes közönséges hőmérsékleten, majd 700 ° kiváló, és emellett megőrizve szilárdtest elektrolitikus vezeték.
És végül, szükségesnek tartom elmondani meghatározásának elektrolitok, ez a tiszteletre méltó Hittorf ötven évvel ezelőtt: „Az elektrolitok - a sót.” Ez a meghatározás Hittorf várt része a modern elektrolitos disszociáció elméletének, rámutatva, hogy a tipikus sói tulajdonság, hogy most meg, mint a képesség, hogy elektrolitos disszociáció kell lennie annak a jele, bármilyen elektrolit.
Irodalom
1. Glinka NL Problémák és gyakorlatok általános kémia. Tankönyv középiskolák. / Szerk. VA Rabinovich és JM Rubin. - 21. ed. sztereotípia - L. Chemistry 1981.
2. Glinka NL Általános kémia: tankönyv középiskolák. - 22. kiadás. Corr. / Szerk. Rabinovich, VA - L. Chemistry 1982.
3. NL Glinka Általános kémia: tankönyv felsőoktatási intézmények nem kémiai. - M. Chemistry 1988.
5. Lavrienko VN VP Warriors, VF . Dove stb fogalmak a modern tudomány: tankönyv egyetemek / Ed .. prof. VN Lavrienko, prof. VP Ratnikova. - M. Kultúra és Sport, egység 1977.
6. Landsberg GS Elemi fizika tankönyv: Tankönyv. 3 m. / Ed. GS Landsberg. T. II. Elektromosság és mágnesesség. - 10. kiadás. Felülvizsgált. - M. Science. Home edition Fizikai és matematikai irodalom 1985.
7. Elektrokémiai olvadt só és szilárd elektrolitok. Termodinamikája só és az oxid-rendszerek. Szverdlovszk. 1969.
Információ a munkáját „elektrolitok és tulajdonságaik”
más oldószerekkel, tartjuk a rennye minták tárolása, de vannak eltérések őket, például a kanyarokban # 955; c gyakran megfigyelhető legalább (abnormális elektromos vezetőképesség). 2. Az mobilitása ionok társítani elektrolit vezetőképessége egy mozgás sebessége-CIÓ annak ionok elektromos mező. Kiszámításához Elektroprom vezetőképességű elég megszámolni az ionok száma.
oxigénnel hasznosítás - oxigénhiány. A bevezetés után elektronikus megjelenítőjét kémia fogalmát redox reakciókat is kiterjesztették olyan reakcióban, amelyben az oxigén nem vesz részt. A szervetlen kémia redox reakció (IAD) hivatalosan tekinthető az elmozdulás az elektronok egy atom a reaktáns (redukálószer) egy másik atom (.
A tanulmány a szintézis az új anyagok és ion transzport folyamatok bennük. A tiszta formában, ilyen mintákat lehet felismerni világosabban a tanulmány az egykristály szilárd elektrolit. Ugyanakkor, a szilárd elektrolitok a dolgozó média funkcionális elemek kell venni, hogy az anyagokat kell egy bizonyos típusú és alakú, mint például a sűrű kerámia.
17-25 kg / t timsó-TION, hogy
10-15 kg / m-nél nagyobb az eredményeket a kutya-chanogo alumíniumoxid. Az alumínium-oxid előállítására alkalmazott alumínium, hogy tartalmazza a minimális mennyiségű vas vegyületek, szilícium-dioxid, a nehézfémek egy ürítő alsó potenciál a katód, mint az alumínium, mivel ezek a vegyületek könnyen csökken, és átmenetek-DYT alumínium katód. Nemkívánatos, mint a jelen.