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
Даниил Андреев, русский поэт и мистик, десять лет провел в тюремном заключении, к которому был приговорен в 1947 году за роман, впоследствии бесследно сгинувший на Лубянке. Свои главные труды Андреев писал во Владимирской тюрьме: из мистических прозрений и поэтической свободы родился философский трактат «Роза Мира» – вдохновенное видение мирового единства, казалось бы, совершенно невозможное посреди ужаса сталинского смертельного конвейера....
Читать онлайн
Началась эта история с того, что Ира Матвеева приобрела странный компьютер. А в нем – программа уничтожения нашей планеты! И остановить ее невозможно! Иркин друг, Костик, такую «игру» видел впервые. К тому же настораживал таймер, неумолимо отщелкивающий оставшееся до катастрофы время. А тут еще выяснилось, что взрыв Земли уже четко запланирован в другом месте. Это место не что иное, как владения жестокого Черного Императора! И ребята, желая предотвратить трагедию, совершают грандиозное путешеств...
Читать онлайн