Технологии водоочистки

Глава 2.6. Технологии электрохимической очистки сточных вод При различных значениях отклонений потенциала ф электрода от его равновесного значения (т.е. величины потенциала при равенстве ско­ ростей прямой и обратной реакции) процесс в электролизере протекает с преобладанием или электрохимической, или диффузионной кинетики. Если отклонение потенциала от равновесного значения небольшое, то процесс протекает в области электрохимической кинетики; по мере роста потенциала скорость реакции увеличивается и возрастает концентрация продуктов процесса на электродах - процесс переходит в область диффу­ зионной кинетики. При достижении предельного тока, соответствующего максимальной диффузии частиц, дальнейшее увеличение тока не сопро­ вождается возрастанием скорости процесса. Диффузия способствует ус­ корению подачи реагирующего вещества из объема электролита к элек­ троду (особенно при перемешивании электролита) и отводу продуктов реакции. (Кроме диффузии подвод реагирующих веществ к поверхности электрода и отвод их в объем раствора осуществляется миграцией ионов в электрическом поле и конвекцией за счет разности плотностей). Для сдвига равновесного потенциала и начала электрохимической реакции необходимо дать от источника питания разность потенциалов большую, чем разность обратимых равновесных потенциалов на величи­ ну перенапряжения. Разность между потенциалом электрода ф под током, при котором начинается электрохимический процесс (распад загрязняю­ щих веществ сточных вод), и его равновесным потенциалом фо называет­ ся электродной поляризацией ф: Аф = ф - фо. Основной причиной элек­ тродной поляризации является замедление какой-либо стадии электрохи­ мического процесса. Если известна причина замедленности процесса, то обычно употребляют вместо термина «поляризация» термин «перенапря­ жение». Таким образом, перенапряжение - это электродная поляризация, причиной которой является замедленность протекания составляющей стадии общего электродного процесса. В зависимости от характера за­ медленной стадии различаются концентрационная и активационная поля­ ризации. Концентрационная поляризация заключается в изменении концен­ трации участников электрохимической реакции в приэлектродном объеме и, как следствие, изменение равновесного потенциала электрода и воз­ никновение концентрационного перенапряжения. 182