Электрохимические технологии и материалы

Электрохимические технологии и материалы

Учебное пособие разработано доктором химических наук, доцентом кафедры электрохимии Южного федерального университета А. Г. Бережной.

В пособии рассмотрены материалы и принципы создания электрохимических технологий, электролиз водных растворов и расплавов, анодная обработка материалов, электрохимический синтез некоторых неорганических веществ, основы гидроэлектрометаллургии и химические источники тока.

Пособие предназначено для студентов старших курсов бакалавриата и специалитета, обучающихся по направлениям подготовки 04.03.01 – Химия и 04.05.01 – Фундаментальная и прикладная химия.

Жанры: Монографии, Металловедение
Цикл: Не является частью цикла
Год публикации: Неизвестен

Читать онлайн Электрохимические технологии и материалы


Предисловие

В предлагаемом учебном пособии рассматриваются основы некоторых электрохимических технологий, а также критерии подбора применяемых в них материалов. Электрохимические методы широко используются в различных отраслях промышленности. Они имеют существенные преимущества перед химическими. Электрохимические способы полностью вытеснили химическое получение алюминия, магния, натрия, хлора, перекисных соединений и некоторых других.

Несомненными достоинствами электрохимического способа синтеза считаются высокая чистота продуктов, возможность применения более дешевого сырья и получение ценных побочных веществ. Недостатками являются большой расход электроэнергии и ограниченная скорость некоторых электрохимических процессов.

Ряд электрохимических технологий широко освещен в монографиях, учебниках и справочниках. В то же время учебные пособия по основным разделам прикладной электрохимии в последние 30 лет в нашей стране не издавались.

В пособии рассмотрены материалы и принципы создания электрохимических технологий, электролиз водных растворов и расплавов, анодная обработка материалов, электрохимический синтез ряда неорганических и органических веществ, основы гидроэлектрометаллургии и химические источники тока.

Пособие предназначено для студентов старших курсов бакалавриата и специалитета, обучающихся по направлениям подготовки 04.03.01 – Химия и 04.05.01 – Фундаментальная и прикладная химия.

Глава 1. Материалы и создание электрохимических технологий

Практическая реализация электролиза или генерирования электроэнергии проводится в электрохимических реакторах (ячейки, ванны, батареи, электрохимические станки и др.). Наиболее распространен реактор с плоскопараллельными, чередующимися катодами и анодами. Электроды одинаковой полярности включены параллельно [1–4].

Максимальная электрическая мощность единичной электрохимической ячейки и токовая нагрузка меняются в широких пределах. Соответственно и размеры электролизеров, вид и площадь поверхности электродов изменяются от микрона до нескольких метров.

Многие электрохимические процессы проводятся в концентрированных растворах кислот, щелочей или солей. Указанные электролиты обладают повышенной коррозионной активностью. В связи с этим материалы, из которых изготовлены электролизеры, должны обладать высокой коррозионной стойкостью. Для щелочных электролитов рекомендуется применять малолегированные стали, для кислых или концентрированных растворов солей – высоколегированные нержавеющие стали или полимерные конструкционные материалы. В качестве материала всё большее применение находит фторопласт [2–4].

Важное значение для электрохимических процессов имеет выбор конструкции и материала электродов. От данного выбора зависят не только технологические, экономические показатели производства (удельная затрата электроэнергии, селективность процесса, выход целевого продукта по току, чистота получаемых веществ), направление протекания процесса, но и затраты на организацию производства и ремонтные работы [2].

Каждое электрохимическое производство имеет свои индивидуальные характеристики, а также требования к условиям проведения, материалу, конструкции электродов и устройству самого электролизера.

Например, некоторые производства требуют минимального напряжения, поэтому материалы катода и анода должны иметь более низкое перенапряжение протекающих на электродах процессов. Если необходимы высокие значения электродных потенциалов, то подбирают такие материалы для катода и анода, чтобы перенапряжение выделения водорода и, соответственно, кислорода было максимально большим.

Свойствами материалов определяются не только кинетика протекающих процессов и энергетические показатели, но и конструктивные формы электродов и электролизера. При выборе электродных материалов учитывают их


Вам будет интересно
В учебном пособии освещаются вопросы оценки качества поверхностных вод, рассматриваются основные источники загрязнения и методы химического анализа поверхностных вод. Представлены различные методы оценки качества воды по гидрохимическим, гидробиологическим и экотоксикологическим показателям, а также критерии пригодности воды для питьевых и хозяйственных целей.Полученные магистрантами знания могут быть использованы при разработке и осуществлении мероприятий по охране вод, обеспечению их экологиче...
Читать онлайн
В представленной монографии, на основе проведенного авторами социологического исследования, предпринята попытка дальнейшего изучения фундаментальных особенностей исторического сознания и исторической памяти студенческой молодежи. Основное предметное поле исследования заключено в историко-социологическом анализе проблематики Первой мировой войны и революции 1917 г. в контексте исторической памяти, ценностных ориентации студенческой молодежи....
Читать онлайн
Монография посвящена результатам исследования морфологии, структуры и физико-химических свойств нанокомпозитных материалов на основе оксидов 3d-металлов с углеродной и кремниевой матрицами. Адресована специалистам, работающим в области рентгеновской спектроскопии, материаловедения и смежных специальностей. Может быть полезна аспирантам и студентам, обучающимся по направлениям «Физика», «Нанотехнологии и микросистемная техника», «Материаловедение».Результаты исследований, приведенные в монографии...
Читать онлайн
Учебное пособие предназначено для студентов гуманитарных направлений подготовки, а также может использоваться широким кругом читателей, изучающих иностранный язык. Пособие разработано на основе компетентностного подхода и обеспечивает взаимосвязанное развитие речевой, языковой, социокультурной и информационной компетенций студента. Представлен обширный массив текстов аутентичного характера, привлеченных из современных источников, газет, журналов и интернет-ресурсов страноведческой и лингвистичес...
Читать онлайн
В монографии обсуждаются актуальные проблемы лингвистической герменевтики. Рассматривается феномен структуры стихотворного текста, ее формальные особенности и семантический потенциал. Исследование проводится на материале устойчивой сонетной формы в ее английской («шекспировской») традиции в диахроническом аспекте. Установлены и описаны конструктивные и концептуальные признаки английского сонета, а также динамика их трансформаций в указанный период. Адресуется филологам и широкому кругу исследова...
Читать онлайн
В монографии исследуются фразеосхемы русского языка с опорным компонентом-союзом как самостоятельная группа синтаксических фразеологических единиц данного класса: описывается их семантика, структура, этимология, синтагматика, а также фразеологическая природа. Предлагаемый подход применим к исследованию любого языка. Книга представляет интерес для самого широкого круга читателей: специалистов по общему и сопоставительному языкознанию, теории общей и частной (синтаксической) фразеологии, а также д...
Читать онлайн
В монографии исследуется эволюция институциональной структуры высшего и дополнительного образования Ростовской области. Проводится анализ адаптивной рациональности и адаптивного поведения основных акторов в сфере высшего и дополнительного образования. Данная работа является результатом исследований сферы российского образования, проведенных коллективом кафедры экономической теории и лаборатории «Институциональный анализ экономики» экономического факультета Южного федерального университета. Моног...
Читать онлайн
В монографии исследуется проблема конструирования, выбора и применения конструктивных систем на стадии эскизного проектирования. Новизна исследования заключается в его междисциплинарном характере, обусловленном стремлением авторов разработать целостную теорию синтеза архитектурного замысла с логичной структурой конструктивной системы здания (сооружения). Рассмотрены конкретные примеры применения разнообразных структурных систем в зарубежных постройках. Для специалистов инвестиционно-строительной...
Читать онлайн
Эту книгу написала мама, у которой родился ребенок-инвалид. Радужные мечты и планы рухнули в один миг под тяжестью новой реальности. Что помогло принять ситуацию, как найти в себе силы жить дальше, почему так важно не сдаваться и есть ли вообще жизнь после рождения ребенка-инвалида – обо всем этом рассказывается в книге на примере личной истории автора. Книга написана прежде всего для того, чтобы мамы, оказавшиеся в подобной ситуации, могли получить поддержку и поняли, что они не одни в этом мир...
Читать онлайн
В книге известного писателя, историка Юрия Мухина расследованы тщательно замалчиваемые события недавнего прошлого. Перед Второй мировой войной «хозяева мира» – сионистское лобби Запада вступило в сговор с Гитлером. Нацистская Германия за помощь в захвате Европы должна была освободить от англичан Палестину и переселить туда европейских евреев.С целью сделать этот процесс необратимым немцы, по сговору с сионистами, проводили «особую» политику в отношении евреев на оккупированных Германией территор...
Читать онлайн
Он хуже смерти, потому что его скорость не знает предела, а для того, чтобы отнять чью-нибудь жизнь, ему не требуется коса. Он слишком быстрый, чтобы уйти от него или чтобы догнать. Лето в Хартстоуне как всегда знойное. Но ночи на этот раз будут холодными. Кровь местных жителей не успеет застыть прежде, чем двигатель взревёт и фары окажутся перед глазами жертвы.Если вы увидите на дороге Гонщика, жмите на газ до упора, потому что тогда, возможно, вы проживёте на пару минут дольше....
Читать онлайн
Как зарождается ненависть? Темные боги победили.Светлая богиня Виолент сбегает в мир смертных. Попав в тело юной леди, ей придется найти тайных врагов империи, раскрыть заговор ассасинов и сразиться со злом. Что бы распутать цепочку событий, Виолент движется в глубь времен. Ей предстоит пройти древние эпохи, где она сама создавала царства и где ее любимый был ее врагом. Попасть в мир, где создавались миры и где ей придется вмешаться в игры богов. Тьма и свет. Любовь и ненависть....
Читать онлайн