Электродные процессы

Электродные процессы, электрохимические превращения на границе электрод/электролит, при которых через эту границу происходит перенос заряда, проходит электрический ток. В зависимости от направления перехода электронов (с электрода на вещество или наоборот) различают катодные и анодные Э. п., приводящие соответственно к восстановлению веществ. Пространственное разделение процессов окисления и восстановления используется в химических источниках тока и при электролизе. Точной мерой скорости Э. п. служит плотность тока (a/см2). Особенностью Э. п. является зависимость их скорости от электродного потенциала, а также от строения двойного электричеческого слоя и наличия адсорбированных частиц на межфазной границе. Скорость Э. п. увеличивается по мере возрастания перенапряжения. При равновесном потенциале достигается динамическое равновесие, при котором ток через электрод не протекает, однако через границу фаз идёт непрерывный обмен носителями зарядов — ионами или электронами (т. н. ток обмена — один из основных кинетических параметров Э. п.). Скорость Э. п. может меняться в очень широких пределах в зависимости от природы электрода. Так, ток обмена при электрохимическом процессе выделения водорода из водных растворов кислот варьирует от 10^-12 а/см² для ртутного электрода до 0,1 а/см² для платинового. На скорость Э. п. влияют концентрация реагирующих частиц и температура.

  Простейшие Э. п. — реакции переноса электрона типа Fe²⁺ ® Fe³⁺ + е. Перенос электронов может сопровождаться разрывом химических связей и переходом атомов от исходного вещества к продукту реакции, например C₆H₅NO₂ + 6H⁺ + 6е ® C₆H₅NH₂ + 2H₂O. Более сложные Э. п. сопровождаются образованием новой фазы. К ним относятся катодное осаждение и анодное растворение металлов, например Ag⁺ + е ® Ag, а также выделение и ионизация газов, например 2H⁺ + 2e « H₂. Одной из стадий Э. п. всегда является стадия разряда-ионизации, т. е. переход заряженной частицы через границу фаз. Эта стадия — электрохимический элементарный акт суммарного процесса. Э. п. включают как стадии доставки реагирующего вещества к поверхности электрода, так и отвода продуктов реакции в объём раствора. Э. п. могут включать также химические стадии, предшествующие стадии разряда-ионизации или протекающие после неё. Широко применяемые в технике электродные процессы описаны в статьях Гальванотехника, Электрометаллургия, Электрофизические и электрохимические методы обработки, Анодирование.

  В. В. Лосев.