123747

Pierwsza przyjmuje jako ogólną reakcję elektrolizy;

AI2O3 + xC = 2A1 + IT1CO2 ⁺ nCO

Gdzie:

m = 3-x

n = 2x -3

Jest ona sumą dwóch reakcji:

AI2O3 = 2A1 + ¹/₂ 0₂ ³/i0₂ + xC = mC0₂ + nCO

Początek procesu jest związany z rozkładem tlenku glinowego, a uwolniony tlen wchodzi w reakcję chemiczną z węglem anody tworząc tlenek i dwutlenek węgla. Anodę węglową uważa się za odwracalną elektrodę gazową, jak np. odwracalną anodę tlenową - 0₂/platyna lub odwracalną anodę chlorową - Cly/grafit w solach stopionych. Jeden ze sposobów przedstawiania przebiegu reakcji jest następujący: anodę węglową otacza cienka, ściśle przylegająca błonka gazowa, która powstaje w czasie elektrolizy i zawiera w pewnym stosunku, C0₂ i CO. Jony tlenu znajdujące się w elektrolicie zobojętniają się nie na samej anodzie węglowej, tylko na adsorbowanej błonce gazowej. Poruszające się swobodnie elektrony przenikają przez cienką błonkę gazową do anody węglowej. Przy anodzie przebiega reakcja chemiczna:

v*o₂ + CO = co₂

Stosunek C0₂ do CO może być różny. Z zależności od stosunku C0₂ do CO wynika ciśnienie cząstkowe tlenu, określające odwracalne napięcie polaryzacji przy rozkładzie Al₂03- Wartość tego napięcia jest wyższa od wartości obliczonej teoretycznie z sumarycznego równania rozkładu tlenku glinowego i utleniania węgla anody i jest w tej teorii wynikiem nadnapięcia anodowego. Powodem wystąpienia nadnapięcia jest wolne zachodzenie procesu zobojętniania jonów tlenu na anodzie.

Dniga teoria zakłada czteroetapowość procesu:

1.    Pierwszym wynikiem zobojętniania się jonów zawierających tlen jest tworzenie się związków przejściowych CxO.

2.    Związki CxO rozprzestrzeniają się na całej anodzie i utrwalają się wiązania w sieci przestrzennej.

3.    Związki CxO przechodzą w wyniku utrwalania się, wiązań węgla z tlenem w trwałe tlenki węgla w formie gazowej (CO i C0₂).

3. Ostatnim etapem jest desorpcja tlenków węgla CO i C0₂.

Na przykładzie niektórych anionów kompleksowych zawierających tlen schemat przebiegu reakcji    na    anodzie    przedstawia    się

następująco:

1. Dysocjacja jonów kompleksowych:    A10₂ = AlO' + 0₂'

MOF_x^l\ = A1F*¹'* + O²’

2. Zobojętnienie i chemisorpcja jonów tlenu:    0²+.xC -* C_xO + 2e‘

3. Utrwalanie się związków przejściowych CxO:    2C*0 — COx,d») ⁺ (2x-l)C

4.    Desorpcja C0₂:    CO***) - CO^i

Wielu autorów przedstawia różne poglądy, co do tego, któiy z tych etapów jest najwolniejszy, (czyli który decyduje wystąpieniu polaryzacji na anodzie).

2

1

Zapoznanie się ze zjawiskiem polaryzacji anody węglowej, obserwacja procesu wydzielania gazu na anodzie, poznanie metody pomiaru potencjału i nadnapięcia anody w zależności od gęstości prądowej.

2

Cel ćwiczenia: