Технологии водоочистки

Раздел 2. Основные технологии очистки сточных и природных вод тельно, на границе раздела фаз возникает скачок (разность) электриче­ ских потенциалов. Как известно, разность потенциалов может возникнуть не только на границе электрод - жидкая фаза (электролит), но и на грани­ це: металл - металл; жидкость - газ; металл - газ; жидкость - жидкость (характерно для несмешивающихся жидкостей). Разность потенциалов равна той электрической работе, которую необходимо совершить для пе­ реноса элементарного электрического заряда из одной точки в другую. Если обе точки находятся в одной и той же фазе, то работа переноса заря­ да будет только электрической, если же точки лежат в двух разных фазах, то перенос заряда будет связан с затратами не только электрической, но и химической энергии, так как химические потенциалы частицы в разных фазах будут разные. На границе раздела фаз металл - электролит у поверхности отрица­ тельно заряженного электрода возникает слой (обкладка) положительно заряженных ионов, который в состоянии равновесия уравновешен поло­ жительно заряженными ионами электролита, сосредоточенными в при­ граничной зоне вблизи поверхности электрода - двойной электростатиче­ ский слой (ДЭС), т.е. в состоянии равновесия, к которому стремится элек­ трохимическая система под воздействием, прежде всего, разности потен­ циалов, баланс электронов и ионов в ДЭС уравновешен. Но под воздейст­ вием дополнительной разности потенциалов (электродвижущей силы), прилагаемой к системе за счет подачи дополнительного напряжения от источника тока, баланс нарушается и количество электронов, передавае­ мых катодом в электролит (или принимаемых анодом), увеличивается - происходит поляризация (деформация) ДЭС и, соответственно, скорость реакции восстановления на катоде и окисления на аноде - увеличивается. Но скачок электрического потенциала на границе электрод - элек­ тролит может образоваться не только в результате обмена зарядами между металлом электрода и раствором (электрохимическая кинетика), но и при адсорбции молекул, атомов, ионов поверхностью электродов, обуслов­ ленной прежде всего разностью концентраций (диффузионная кинетика). Электрохимический процесс включает ряд последовательных и (или) па­ раллельных химических и электрохимических промежуточных стадий: стадию подхода регента из объема электролита к внешней границе ДЭС и далее - к поверхности металла; стадию диффузии (под действием гра­ диента концентраций); стадию отдачи или присоединения электронов электродами; стадию удаления продуктов реакций. 181