Электродные процессы,
физ.-хим.
процессы, которые протекают на границе раздела проводников электрич. тока
1-го и 2-го рода и сопровождаются переходом через эту границу заряженных
частиц - электронов и (или) ионов. При этом в качестве проводников 1-го
рода могут выступать разл. металлы и сплавы. хим. соед., обладающие электронной
проводимостью (напр., оксиды), а также полупроводниковые материалы. в качестве
проводников 2-го рода выступают разл. ионные системы - растворы и расплавы
электролитов, а также твердые электролиты.
Любой электродный процесс всегда протекает в двух направлениях:
в катодном, когда к границе раздела со стороны электрода течет отрицат.
катодный ток (соответствующую плотность тока обозначают ),
и в анодном, когда к границе раздела со стороны электрода течет положит.
анодный ток (плотность тока ).
Суммарный электродный процесс является катодным, если , и анодным, если ;
при этом измеряемая плотность тока . Катодные процессы связаны с переносом электронов е от электрода к молекулам
или ионам реагирующих на электроде веществ; последние при этом восстанавливаются.
В анодных процессах, наоборот, происходит окисление реагирующих веществ, сопровождающееся
переходом электронов на электрод либо растворением материала электрода.
Хим. превращения в катодном процессе наз. электровосстановлением (напр.,
О2 + 4е + 4Н+
2Н2О), в анодном - электроокислением (напр., 2Сl-
- 2е С12).
В условиях электрохим. равновесия i =i и i = 0.
Обнаружить анодную составляющую катодного
электродного процесса можно с помощью радионуклидов. Так, если на амальгамецинка. содержащей
радионуклид Zn, в неактивном растворе ZnSO4 проводить катодный Э.
п.
Zn2+ + 2e(Hg) Zn(Hg),
то через некоторое время раствор также
обнаруживает радиоактивность из-за наличия .
Закон сохранения массы в ходе электродные процессы отражают Фарадея законы
Важной особенностью электродных процессов является их
стадийный характер. Рассмотрим стадии электродных процессов на примере реакции 2Н3О+
+ 2е(М) Н2
+ 2Н2О (М - металл). В стадии массопереноса ионы Н3О+
из объема раствора переходят к пов-сти металла М: (Н3О+)об (Н3О4)пов.
Затем следует стадия вхождения ионов Н3О+ в двойной
электрический слой (их адсорбция на электроде): (Н3О+)пов (Н3О+)адс.
После этого имеет место собственно электрохим. стадия разряда-ионизации:
(Н3О+)адс + е(М) Надс
+ Н2О. Удаление адсорбированного водорода с пов-сти электрода
может осуществляться по трем параллельным путям:
1) 2Надс (Н2)пов
2) Надс + е(М) + (Н3О+)адс (Н2)пов
+ (Н2О)адс,
3) Надс + е(М)
+ (Н2О)адс
(Н2)пов + (ОН-)адс
Путь (1) получил назв. рекомбинации, а
пути (2) и (3) -электрохим. десорбции с участием соотв. ионов Н3О+
и молекул воды. Затем следует стадия массопереноса растворенного Н2
от пов-сти металла в объем раствора: (Н2)пов
(Н2)об. И, наконец, процесс завершается стадией образования
новой фазы - пузырьков Н2: (Н2)об (Н2)газ.
Если же в растворе имеется к.-л. орг. основание В (напр., пиридин), возникают
дополнит. стадии: хим. взаимодействие - В + Н3О+ ВН+
+ Н2О (в объеме раствора и на пов-сти электрода), разряд адсорбированных
частиц ВН+ и удаление продуктов с пов-сти электрода.
Выяснение механизма электродного процесса и определение
скоростей как отдельных стадий, так и суммарного электродного процесса составляет предмет
электрохимической кинетики. электродных процессов лежат в основе прикладной
электрохимии.
Лит.: Дамаскин Б.Б., Петрий О. А.,
Введение в электрохимическую кинетику, 2 изд.. М., 1983.