Электролиз воды

[treygol]

Comanchero в сообщении #244721 писал(а):

Если вынести элетроды за пределы "электролитической ванны", то кроме перераспределения ионов в объёме жидкости (изменение градиента их концентрации) - ничего выделяться (выпадать в осадок или, если газ, выходить в атмосферу) не будет.

Comanchero
Здравствуйте.
А если вынести «электролитическую ванну» за пределы электродов. Тогда электролиз будет наблюдаться?
Это не игра слов. Дело в то, что между электродом (с электронной проводимостью «металл») – твердая фаза - и электролитом (с ионной проводимостью) – жидкая фаза, всегда находится пленка поверхностного натяжения (объемная фаза протяженностью около 10 ангстрем). А пленка поверхностного натяжения – фаза, в которой все молекулы поляризованы. И вопрос, где собственно идет электролиз (изменение поляризации молекулы) очень интересный вопрос.

Меня всегда интересовала возможность электролиза в объеме нанокапли. Для проверки такой возможности, в состав электролита (в объем нанокапли) были введены твердые вещества с переменной валентности – соединения селена. Их цвет зависит от валентности. Эксперимент дал положительный результат, цвет меняется. Значит, меняется валентность селена в (твердом) соединении, следовательно, идет электролиз. Причем собственно капля не имеет электростатического заряда. А переносимая ей электрическая энергия меньше эквивалента заряда электрона (около 0,1 заряда электрона). Также (вероятно) и с электролизом водорода в нанокапле. Сдвинут односторонне (как предполагаемая версия).

[Comanchero]

treygol в сообщении #244759 писал(а):

И вопрос, где собственно идет электролиз (изменение поляризации молекулы) очень интересный вопрос.

Добрый день,treygol. Отвечаю... Для протекания окислительно-восстановительных реакций в электролите необходим обмен электроном... Источником ("резервуаром") электронов в случае электролиза, очевидно, является твёрдое тело(жидкое и даже газообразное), являющееся донором-акцептором электронов-электрод...Двойной электрический слой, образующийся между электродом и жидкостью, не может являтся донором или акцептором электронов, а только промежуточным звеном.

treygol в сообщении #244759 писал(а):

Меня всегда интересовала возможность электролиза в объеме нанокапли.

Поподробнее опишите эксперимент, пожалуйста.

[treygol]

Comanchero в сообщении #244764 писал(а):

Двойной электрический слой, образующийся между электродом и жидкостью, не может являтся донором или акцептором электронов, а только промежуточным звеном.

Я не пишу о двойном электрическом слое, я пишу о пленке поверхностного натяжения, которая всегда образована на границе раздела фаз, и является самостоятельной объемной фазой. И мне не представим (как маловероятный) физический процесс переноса через нее свободных электронов. Собственно мой вопрос в этом – физический механизм переноса электрических монополей через пленку поверхностного натяжения. Если у Вас есть ссылки, аргументировано подтверждающие такой физический процесс переноса электрических монополей через пленку поверхностного натяжения по границе раздела фаз электрод—электролит при электролизе, заранее благодарен. И пленка поверхностного натяжения при ее слиянии в объемную жидкую фазу является «донором» как отрицательно заряженных электрических монополей (электронов), так и положительно заряженных электрических монополей. Пост Механика и техника. Получение электроэнергии (нанотехнология). Файл 1 .doc и 2 .doc.

Comanchero в сообщении #244764 писал(а):

Поподробнее опишите эксперимент, пожалуйста.

Дополнительно к файлу 1 и 2 .doc. На основе водного раствора электролита готовилась «пульпа» (текучая суспензия) твердых соединений селена (шлама). В непрерывном режиме работы пульпа прокачивалась через генератор нанокапель, который диспергировал весь поток пульпы в поток нанокапель. Размер нанокапель около 10 – 30 ангстрем. На выходе капли сливаются в сплошную объемную фазу жидкости, которая потоком выводится из системы. Там возможны два варианта режима слияния нанокапель – согласованным потоком и рассогласованным. В случае согласованного слияния нанокапель (собственно пленки поверхностного натяжения) – идет трансформация избыточной энергии поверхностного натяжения в постоянный электрический ток. И идет электролиз твердых частиц в объеме «капли». В режиме рассогласованного слияния нет трансформации в постоянный электрический ток и нет электролиза. Процесс электролиза соединений селена сопровождается не симметричным электролизом воды. Подробней в файле – как и почему.

[Comanchero]

treygol в сообщении #244845 писал(а):

Я не пишу о двойном электрическом слое, я пишу о пленке поверхностного натяжения

Так, понятие плёнка-это макропонятие, мы же говорим о процессах, протекающих на масштабе молекулярных размеров. Плёнка , как известно, должна состоять из молекул связанных с одной из фаз более сильно, чем с другой...Тогда вопрос-где находятся имеено те молекулы воды, составляющих плёнку поверхностного натяжения между электродом и электролитом?

treygol в сообщении #244845 писал(а):

Собственно мой вопрос в этом – физический механизм переноса электрических монополей через пленку поверхностного натяжения.

Процессы, о которых мы говорим происходят на таких масштабах, что например, туннелирование электрона достаточно вероятное явление. Возможен так же транспорт электрона через молекулы двойного электрического слоя последовательно-с образованием отрицательных ионов, затем отщепление электрона...

treygol в сообщении #244845 писал(а):

Дополнительно к файлу 1 и 2 .doc. На основе водного раствора электролита готовилась «пульпа» (текучая суспензия) твердых соединений селена (шлама). В непрерывном режиме работы пульпа прокачивалась через генератор нанокапель, который диспергировал весь поток пульпы в поток нанокапель. Размер нанокапель около 10 – 30 ангстрем. На выходе капли сливаются в сплошную объемную фазу жидкости, которая потоком выводится из системы. Там возможны два варианта режима слияния нанокапель – согласованным потоком и рассогласованным. В случае согласованного слияния нанокапель (собственно пленки поверхностного натяжения) – идет трансформация избыточной энергии поверхностного натяжения в постоянный электрический ток. И идет электролиз твердых частиц в объеме «капли». В режиме рассогласованного слияния нет трансформации в постоянный электрический ток и нет электролиза. Процесс электролиза соединений селена сопровождается не симметричным электролизом воды. Подробней в файле – как и почему.

Это экспериментальная работа?

[treygol]

Comanchero
Протяжность (толщина) пленки поверхностного натяжения около 10 ангстрем. Где Вы там увидали «макропонятие»? Поясните, пожалуйста, что вы вкладываете в понятие - «связанных с одной из фаз более сильно». Пленка поверхностного натяжения самостоятельная фаза.
И где вы там увидали двойной электрический слой?
И на положительном электроде туннелирует, конечно, протон?
Да работа выполнена на экспериментальных данных лабораторной опытной установки.
Я вам дал ссылку, ознакомьтесь.
А Вы, не сочтите за труд, укажите ссылки по теории процесса.
Спасибо.

[Vento777]

Comanchero в сообщении #244721 писал(а):

Энергия валентной О-Н связи $\mathcal{E}_{O-H}=7,5 \cdot 10^{-19}$ Дж
Длина валентной О-Н связи $L_{O-H}=0,1\cdot 10^{-9}$ м
Напряжённость поля, необходимая для разрыва валентной О-Н связи $E=\frac{\mathcal{E}_{O-H}}{e \cdot L_{O-H}} \simeq 5 \cdot 10^{10}$ В/м, где $e$- заряд электрона- что порядка внутриатомного поля. Если ничего не смущает, то продолжайте эксперименты...

Чего-то я сегодня туплю...
Удельная теплота сгорания 1кг водорода (Справочник по физике А.С Енохович)---119.700 кДж/кг.
2грамма водорода дают около 240 кДж и 18 грамм воды.
Если эти 18 грамм воды распадутся на ионы (возьмем самый примитивный способ при помощи щелочи), ион гидроксила (-ОН) отдельно составит 17 грамм.
Энергия валентной связи у этих 17грамм 450 кДж ??????
Это что,получается при полном распаде моля воды на ионы +Н и -ОН выделяется 210кДЖ ????

Наверно для химиков это все просто, поясните мне ,пожалуйста.
куда уходят 210 кДж???

Кажись нашел ошибку (пора в электрики переквалифицироваться ,если примут)
Сейчас поищу,сколько надо затратить,чтобы разорвать связь Н2 в Н+Н и О2 в О+О ,и добавлю к 240 кДж.

Все , пересчитал ,около 570 кДж

--------------------------------------------
Так вот,о чем я хотел сказать..
570-450 =120 кДж и эта та энергия (в идеале),которую надо затратить ,чтобы получить только водород. О ионе гидроксила природа сама позаботится ,чтобы забрать электрон (солнце и.т.д). В конечном итоге электрон окажется в емкости земли,кстати и из этой же огромной емкости и берется электрон (закон сохранения заряда выполняется,просто все растянуто по времени )

Хотя есть здесь еще одно но.. Выделяется ведь не атомарный водород на электроде,а уже молекула ,стало быть опять таки надо поправку делать).Это уже завтра ..
Утро вечера мудренее,и так утомился сегодня ..

[treygol]

Vento777
Точно «тупите».
И где я писал ?
Обычно я не делаю арифметических ошибок и при делении 10^-19 на 10^-9 не получаю 10^10 .

[Vento777]

treygol в сообщении #244876 писал(а):

Vento777
Точно «тупите».
И где я писал ?
Обычно я не делаю арифметических ошибок и при делении 10^-19 на 10^-9 не получаю 10^10 .

Забыл [quote="treygol убрать.. Пардон.
Я не химик,но думаю,что указана была энергия связи для одного иона (-ОН),
а таких ионов в моле воды около 6 * на десять в двадцать третьей степени. Следовательно в одном моле энергия валентной связи иона гидроксила(6 *10^23)*( 7,5*10^-19)=450*10^3 или 450кДж.

-- Вс сен 20, 2009 03:30:18 --

Химики,реально помогите а... Пожалуйста.. Кто ссылкой на соответствующую литру,а если кто может расчетами или хотя бы коротко объяснить .
Есть ванна наполненная 20% раствором КОН . В нее опущены электроды, две пластины из нержавеющей стали, наполовину в растворе , другая часть воздухе.Расстояние между пластинами 1,5 мм.
Разность потенциалов на электродах 0.5 Вольт.
Мое предположение:
1.что на аноде не будет выделения кислорода.( )
2.что ионы гидроксила (-ОН) образуют конденсатор -одна обкладка анод,другая сами ионы. Тоже самое на катоде ,только там (+Н3О) и (+К)
3.Поверхность электродов эквипотенциальная (проводник как никак ), следовательно ионы гидроксила (-ОН) и (+Н3О) станут стремиться выйти из раствора и образовывать своего рода конденсатор не только в растворе,но и в воздухе .
------------
Существует ли какой-либо энергетический барьер для такого выхода ионов гидроксила (-ОН) и (+Н3О) из раствора, и если существует скажите какой ,или хотя бы ссылку (сам посчитаю) ( ).
-------------
Если полностью удалить из раствора электроды и разорвать эл.цепь,что произойдет с (-ОН) и (+Н3О) ?

----------------------

Возможно для вас,химиков эти вопросы покажутся глупыми, но все равно рассчитываю на корректный ответ.
Заранее спасибо.

[treygol]

Vento777
Доброе утро.
Дело, видите ли, в чем…
Здесь Вам надо выбрать:
- Или вы обходите закон сохранения электрического заряда (ссылка - wiki). Как то сумели.
- Или предлагаемый Вами процесс не возможен.
В электрически замкнутой системе (электролизере) алгебраическая сумма зарядов должна сохранятся. В электролизере алгебраическая сумма зарядов = 0. В подводимом постоянном электрическом токе алгебраическая сумма зарядов = 0. Если бы вам удалось провести электролиз только ионов водорода (+ переведя в 0), то вы бы извлекли только положительные заряды, что по данному закону не возможно. Ноль он нолем и должен остаться. А в этом случае в системе должны накапливаться заряды (-), и нет закона. А он (закон) этого не любит, и подкрепляет себя защитным механизмом – в виде барьера активации. Так что сначала распишите физический процесс такого электролиза, и чтоб на всех его мысленных стадия алгебраическая сумма зарядов была представима как 0=0. Или переходите на электролиз в потоке нанокапель – там это возможно. Но закон сохраняется, просто там другой механизм и разомкнутая система. Впрочем, я дилетант в электролизе на постоянном токе. Мое «хобби» - электролиз на «переменном токе».

[Comanchero]

treygol в сообщении #244871 писал(а):

Где Вы там увидали «макропонятие»?

По вашему, плёнка-не макропонятие? Плёнка поверхностного слоя, являющаяся границей раздела двух фаз, изучается термодинамикой-разделом физики, не детализирующий коллектив молекул (атомов) на отдельные части... Только в этом смысле я говорил...

treygol в сообщении #244871 писал(а):

И где вы там увидали двойной электрический слой?

Двойной электрический слой я увидел только на границе раздела электрода и электролита..А Вы другое имели ввиду? Собственно поверхностную плёнку как электрод???

treygol в сообщении #244871 писал(а):

И на положительном электроде туннелирует, конечно, протон?

Нет, во всех окислительно-восстановительных реакциях существует обмен только электроном (на катоде-получение электрона, на аноде его отдача), в том числе и протон (как положительный ион водорода)-получает электрон в процессе электролиза

treygol в сообщении #244871 писал(а):

А Вы, не сочтите за труд, укажите ссылки по теории процесса.

По теории процесса могу порекомендовать лишь книги по электрохимии. Какие лучше выбрать-не знаю...

treygol в сообщении #244876 писал(а):

Обычно я не делаю арифметических ошибок и при делении 10^-19 на 10^-9 не получаю 10^10 .

Это камень в мою сторону? Так Вы не заметили, что в знаменателе стоит ещё заряд электрона, а это хуже арифметической ошибки, это ошибка на понимание физ.-хим. процессов...

Vento777 в сообщении #244879 писал(а):

Я не химик,но думаю,что указана была энергия связи для одного иона (-ОН),

Совершенно верно, всё расчитано на одну валентную ОН-связь ,а не на моль...

Vento777 в сообщении #244879 писал(а):

Если полностью удалить из раствора электроды и разорвать эл.цепь,что произойдет с (-ОН) и (+Н3О) ?

Писал, писал-всё впустую...Ну да ладно...

[Vento777]

Comanchero в сообщении #244908 писал(а):

Vento777 в сообщении #244879 писал(а):

Если полностью удалить из раствора электроды и разорвать эл.цепь,что произойдет с (-ОН) и (+Н3О) ?

Писал, писал-всё впустую...Ну да ладно...

Если Вы об этом :

Comanchero писал(а):

ионы гидроксила могут оставаться в растворе , но затем всё равно выделяется кислород $OH^-+OH^- \leftrightarrows H_2O_2 \rightarrow H_2O+O_2 \uparrow$

Если это Ваше предположение,то у меня есть причины сомневаться по поводу такой судьбы (-ОН) в растворе . Или укажите, плииз ,где такое видение обосновывается.

[Comanchero]

Vento777 в сообщении #244931 писал(а):

Если это Ваше предположение

Это не моё предположение... Это общеизвестное уравнение процессов диссоциации-ассоциации в водных растворах...

Vento777 в сообщении #244931 писал(а):

Если это у меня есть причины сомневаться по поводу такой судьбы (-ОН) в растворе

Вы можете сколько угодно сомневаться, основываясь на своих предпложениях...

Vento777 в сообщении #244879 писал(а):

Я не химик,но думаю

Даже это уже похвально, но не мешало бы всё же изучить труды по электрохимии, сделанные до Вас на протяжении пары столетий...

[Vento777]

treygol в сообщении #244890 писал(а):

Vento777
Доброе утро.
Дело, видите ли, в чем…
Здесь Вам надо выбрать:
- Или вы обходите закон сохранения электрического заряда (ссылка - wiki). Как то сумели.
- Или предлагаемый Вами процесс не возможен.

Уважаемый, вероятность моего заблуждения по поводу сохранения заряда ,стремится к -> 0. Я радиотехник, и поверьте, у меня ни одного лишнего электрона в моей замкнутой системе (это не только электролизёр) не появится, как и не исчезнет. . Видно я плохо описал весь процесс. Постараюсь исправить, только чтобы зря не тратить время ,у меня и есть вопросы к химикам, в тех моментах,где я не являюсь специалистом. Для меня сам электролизер был как черный ящик , и проводя эксперименты с ним , я составил его эквивалентную эл.схему .
Сейчас интересует только эти вопросы.
Будут ли ионы (-ОН) подниматься по аноду , часть которого в растворе а остальная в воздухе, при условии удаления из раствора компенсирующих (+Н) и разности потенциалов на электродах не достаточных для превращения (-ОН) в кислород и воду путем передачи электрона аноду?
Если нет,то почему ионы не расположатся по всей эквипотенциальной поверхности проводника? Если да,то есть ли какой барьер (энергетический) при выходе (-ОН) из раствора в воздух ?И если все же есть барьер ,то какого он порядка?

[Comanchero]

Vento777 в сообщении #244946 писал(а):

Будут ли ионы (-ОН) подниматься по аноду

Не будут...

Vento777 в сообщении #244946 писал(а):

Если да,то есть ли какой барьер (энергетический) при выходе (-ОН)

Есть..

Vento777 в сообщении #244946 писал(а):

И если все же есть барьер ,то какого он порядка?

Несколько электрон-вольт...

[Vento777]

2->
$OH^-+OH^- \rightarrow H_20+O_2\uparrow$

Вот ,что смущает (возможно это я не знаю совершенно электрохимию), куда уходят электроны? Что ,так и плавают в растворе ?

-- Вс сен 20, 2009 15:51:30 --

Comanchero в сообщении #244950 писал(а):

Vento777 в сообщении #244946 писал(а):

Будут ли ионы (-ОН) подниматься по аноду

Не будут...

Vento777 в сообщении #244946 писал(а):

Если да,то есть ли какой барьер (энергетический) при выходе (-ОН)

Есть..

Vento777 в сообщении #244946 писал(а):

И если все же есть барьер ,то какого он порядка?

Несколько электрон-вольт...

Спасибо,приму к сведению.