Вопрос по экзамену электрохимии

1. Газонаполнение электролита
Газонаполнение – это процесс, осуществляемый при использовании геттеров (специальных веществ), которые физически или химически связывают газы, находящиеся внутри электролитов. Геттеры чаще всего применяются в никель-кадмиевых и свинцово-кислотных аккумуляторах для связывания газов в процессе зарядки и разрядки.

Основными факторами, влияющими на газонаполнение, являются:

- Конструкция аккумулятора: чем больше поверхность аккумулятора, тем больше площадь для химической реакции, и соответственно, больше газов может образоваться.

- Количество зарядов и разрядов: при каждой зарядке и разрядке газы образуются и уничтожаются. Чем больше циклов зарядки и разрядки, тем больше газов накапливается.

- Температура: при высокой температуре скорость химической реакции увеличивается, и газы выделяются в больших количествах.

- Использование геттеров: как уже говорилось, геттеры обладают способностью связывать газы в

аккумуляторе, что может определенным образом контролировать газонаполнение.

Например, в свинцово-кислотных аккумуляторах за геттеры используют специальные материалы с избытком кислорода, которые могут связываться с газами в аккумуляторе в процессе зарядки и разрядки. В никель-кадмиев

ых аккумуляторах геттеры могут быть изготовлены из материалов, способных выделять алюминий, магний или кремний в процессе зарядки, что позволяет связывать газы внутри аккумулятора.

2. Электрохимия элементов II группы таблицы Менделеева. Получение бериллия электролизом

Элементы II группы таблицы Менделеева, такие как бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий, образуют оксиды с химической формулой MO. Оксиды группы II являются сильными основаниями и растворяются в воде, образуя гидроксиды с формулой M(OH)2.

Одним из

способов получения бериллия является электролиз его галогенидов, таких как хлорид бериллия (BeCl2) или фторид бериллия (BeF2).

Процесс электролиза начинается с расплавления галогенида бериллия и его помещения в электролитическую ячейку, разделенную мембраной на две части. В одной из частей ячейки находится катод, а в другой – анод. Катод представляет собой металлический стержень, который погружен в расплавленный галогенид бериллия. Анод – это также металлический стержень, но он погружен в другой раствор, который обеспечивает проводимость электрического тока.

При подключении электрического тока на аноде проис

ходят окислительные реакции, ионизирующие галогенид и формирующие положительные ионы металла. В то же время на катоде происходят восстановительные реакции, ионы металла получают электроны и образуют нейтральный металлический элемент.

В случае с бериллием, ион Be2+ получает на катоде два электрона и превращается в металлический бериллий. Одновременно на аноде происходит окисление галогенида бериллия, который превращается в элементарный галоген – хлор или фтор в зависимости от используемого галогенида.

Таким образом, электролиз галогенида бериллия позволяет получать бериллий с высокой чистотой и процесс может быть оптимизирован для экономичности и эффективности промышленного производства.

Газонаполненные электролиты - это электролиты, содержащие в себе газовые пузырьки. Наполнение газом может происходить самостоятельно (например, в результате коррозии металла) или путем введения газа в жидкость.

На конкретном примере газонаполненных электролитов, таких как газонаполненные конденсаторы, можно выделить несколько факторов, влияющих на их характеристики:

Вид газа. Различные газы могут иметь различное влияние на характеристики газонаполненного конденсатора. Например, конденсаторы, заполненные азотом, имеют более высокую емкость, чем конденсаторы, заполненные воздухом.

Давление газа. Давление газа в конденсаторе может влиять на его емкость, так как уменьшение давления может привести к уменьшению количества газа в конденсаторе и, следовательно, к уменьшению его емкости.

Температура. Температура может влиять на объем газа и, следовательно, на емкость конденсатора.

Форма конденсатора. Форма конденсатора может влиять на его емкость и другие характеристики. Например, конденсаторы с плоскими электродами имеют более высокую емкость, чем конденсаторы с цилиндрическими электродами.

Материал электродов. Материал электродов может также влиять на характеристики газонаполненных конденсаторов. Например, конденсаторы с электродами из алюминия имеют более высокую емкость, чем конденсаторы с электродами из других материалов.

Химические реакции. Химические реакции между газом и материалами конденсатора могут привести к изменению его характеристик. Например, коррозия электродов может привести к уменьшению емкости конденсатора.