где Q – тепловой эффект реакций;
U
– термодинамическая характеристика электрохимической системы, которая мало зависит от условий электролиза.
Отклонение системы – поляризация. Электрохимическая реакция является гетерогенным процессом, и ее скорость может лимитироваться одной из стадий:
1) подвод реагирующего вещества к границе раздела фаз;
2) разряд и ионизация;
3) отвод продуктов реакции.
Поляризация, определяемая медленной стадией массопереноса – концентрационная. Если медленной стадией является стадия разряда ионизации, то поляризация называется перенапряжением. Природа и значение поляризации зависят от многих факторов: природа реагирующего вещества, материал электрода, состояние поверхности электрода, плотность тока, состав раствора и режим электролиза. Кинетический параметр – параметр, определяемый в реальных условиях электрохимической системы: ? тока, Е
, коэффициент диффузии, коэффициент переноса ? (на катод), ? (на анод) – доля расхода на процесс:
1) сила тока в электрохимическом аппарате J= i
S
загрузки, A, Z, i
– в зависимости от электролита;
2) скорость электролиза – образование массы вещества за единицу времени
где q – электрохимический эквивалент, v электролиза – J тока,
если в 1 см
– v – i тока.
Баланс напряжений. Напряжение на электрохимическом аппарате определяет расход электроэнергии при электролизе. Баланс напряжений на электрохимическом аппарате складывается из следующих составляющих:
U
= Е
– Е
+ ?
+ ?
, + ?U
+ ?U
+ ?U
+ ?U
,
где Е
– обратимый потенциал анода, В;
Е
– обратимый потенциал катода, В;
?
– поляризация анода, В;
?
– поляризация катода, В;
?U
– падение напряжения в электролите, В;
?U
– падения напряжения в диафрагме, В;
?U
– падение напряжения в контактах, В;
?U
– падение напряжения в электродах, В.
где i– плотность катодного тока;
?
– удельное сопротивление электролита, ?
повышается при вводе газа;
l – расстояние между электродами;
S – площадь сечения электролита;