Читать онлайн «Электрохимическое восстановление кислорода»

У С П Е Х И Х И М И И Т. XXXIV 1965 Вып. 10 УДК 541,138. 3: 546 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ КИСЛОРОДА В. С. Багоцкий, Л. Н. Некрасов и Н. А. Шумилова ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Введение 1697 2. Восстановление кислорода на ртутном электроде 1700 3. Восстановление кислорода на платине и металлах платиновой группы . . 1704 4. Восстановление кислорода на серебряном электроде 1713 I. ВВЕДЕНИЕ Реакция электрохимического (катодного) восстанозления молекуляр- ного кислорода на различных металлических или угольных электродах является объектом многочисленных экспериментальных исследований проводимых в последние годы. Повышенный интерес к изучению этой реакции определяется, прежде всего, ее большой распространенностью и ее большим прикладным зна- чением. Электрохимическое восстановление кислорода в сильной степе- ни влияет на процессы коррозии металлов в водных средах со сво- бодным доступом воздуха К В аналитических целях эта реакция может быть использована для определения количества кислорода, растворен- ного в разных растворах, например в морской воде 2 . Практическое осу- ществление реакции катодного восстановления кислорода с достаточной интенсивностью и создание эффективных кислородных электродов поз- волило бы в ряде электрохимических производств использовать в каче- стве катодного процесса эту реакцию взамен реакции выделения водо- пода что привело бы к значительному снижению потребляемой электро- энергии Предпринимались также многочисленные попытки использовать реакцию электровосстановления кислорода для промышленного полу- ЧеН Н о 1 Т а л ? й В Г б Р о л Д ь ш и й интерес вызывает проблема использования пеакпии электрохимического восстановления молекулярного кислорода ШШШШШЩШШ с участием четырех электронов: {1 - 1698 В. С. Багоцкий, Л. Н. Некрасов и Н. А. Шумилова Значение равновесного потенциала, соответствующего этой реакции, легко подсчитать термодинамическим путем из значения стандартной свободной энергии образования воды . из . газообразных водорода и кисло- рода. При 25° и давлении кислорода, равном 1 атм значение этого рав- новесного потенциала φ'*' = + 1,229 V относительно равновесного потен- циала водородного электрода в том же растворе 5 . Поскольку потенциалы равновесных водородного и кислородного электродов одинаково меня- ются с рН раствора, разность этих потенциалов не зависит от состава раствора. Если потенциал отсчитывать по отношению к потенциалу нор- мального водородного электрода (в кислом растворе с рН 0), то равно- весный потенциал кислородного электрода (сдвигающийся при увеличе- нии рН на единицу на 59 mV в отрицательную сторону) в щелочном растворе с рН 14 имеет значение φ ( 1 ) =+0,401 V*.