|
V.1. Rozkladné napětí
Proud v elektrolytickém článku protéká tehdy, je-li vložené napětí větší než napětí polarizační.
Minimální vnější napětí, které je třeba vložit na elektrody, aby došlo ke zřetelnému rozkladu elektrolytu,
je rozkladné napětí Ur a jeho velikost je určena rovnicí
 (V.4)
kde Ea a Ek jsou rovnovážné potenciály elektrod,
ηa a ηk – odpovídající přepětí, Iz – zbytkový proud
(potenciální spád IzR v roztoku je většinou malý a zanedbatelný).
Příklady
- Příklad V.1.1
- Elektrolýza probíhá při vloženém napětí 2,5 V. Polarizační napětí činí 2,0 V, odpor elektrolytu mezi
elektrodami je 5 Ω. a) Jaký je proud tekoucí článkem a proudová hustota (proud na jednotku
plochy elektrody) na katodě, je-li její povrch 25 cm2; b) Jaký je proud, sníží-li se vložené
napětí na 2,0 V ?
- Příklad V.1.2
- Jaké je rozkladné napětí Ur článku Pt | HCl (0,05M, f±
= 0,83) | Pt ?
Parciální tlak plynů pH2 =
pCl2 = 101,325 kPa, teplota 25 °C.
- Příklad V.1.3
- Jaké bude rozkladné napětí při elektrolýze 1M-HCl (f± = 0,809)?
Parciální
tlak plynů pH2 = pCl2 = 104,125 kPa,
tenze vodní páry 2,80 kPa, t = 25 °C.
- Příklad V.1.4
- Jaké musí být pH roztoku 2·10–4M-Zn2+, aby se na Zn-elektrodě dosáhlo
rozkladného napětí zinku?
Přepětí vodíku na zinku je 0,30 V, pH2
= 101,325 kPa, t = 25 °C.
- Příklad V.1.5
- Roztok 0,02M-CdSO4 v 1M-H2SO4 je podroben elektrolýze v článku
s Pt-elektrodami. Na překonání potenciálního spádu IzR v roztoku je třeba
0,10 V. Přepětí kyslíku činí 0,20 V. Jaký je třeba potenciál Ur pro elektrolýzu
na počátku a pro 99,9 % vyloučení kadmia za předpokladu, že přepětí kyslíku a napětí
IzR se nemění?
- Příklad V.1.6
- Jaké je rozkladné napětí 1M-Cu(ClO4)2 a) v 1M-HClO4 za normálního
atmosférického tlaku, b) v roztoku tlumiče pH = 4,00 při atmosférickém tlaku 104,52 kPa a tenzi vodní
páry 3,17 kPa. Předpokládejte rovnost ai = ci. Přepětí mědi
na platině je nulové, anodické přepětí kyslíku na platině v obou případech
ηa = 0,42 V, t = 25 °C.
- Příklad V.1.7
- Rozkladné napětí 1M-KOH na lesklých Pt-elektrodách je 1,67 V. Předpokládejme rovnost aktivit
a koncentrací, atmosférický tlak 101,325 kPa, t = 25 °C. Jaké je anodické přepětí kyslíku
ηa, je-li vodíkové přepětí nulové?
|
|
