3.6.2. Электроды второго рода. Электрод 3
3.6.2. Электроды второго рода.
Элетродом второго рода называют систему, в которой металл покрыт слоем его труднорастворимого соединения (соли, оксида и гидроксида), а в растворе находятся анионы, одноименные с анионами, содержащимися в этом труднорастворимом соединении:
.
Рассмотрим в качестве примера хлорсеребряный электрод, представляющий собой серебряную пластинку, покрытую слоем хлорида серебра и погруженную в раствор HCl):
.
В потенциалопределяющей реакции на этом электроде принимают участие как катионы, так и анионы. Электрохимическому процессу
(I)
сопутствует химическая реакция, приводящая к осаждению или растворению AgCl:
. (II)
Суммарное уравнение реакции, согласно которой электрод обратим относительно аниона:
. (III)
Реакции III соответствует следующее уравнение для расчета электродного потенциала:
. (3.22)
Хлорсеребряный электрод можно рассматривать и как электрод первого рода, обратимый относительно катиона (реакция I), у которого активность ионов серебра в растворе определяется растворимостью AgCl. Потенциал электрода равен
. (3.23)
Для труднорастворимой соли AgCl
. (3.24)
Сочетание (9.23) и (9.24) приводит к следующему выражению:
. (3.25)
Тогда
(3.26)
и связь стандартных потенциалов реакций I и III определяется уравнением
. (3.27)
Стандартный потенциал хлорсеребряного электрода при 298.15 К равен
Другим примером электрода второго рода является каломельный электрод (рис. 8), состоящий из ртути, покрытой пастой, содержащей каломель, и соприкасающейся с раствором KCl: . Потенциалопределяющая реакция:
;
потенциал каломельного электрода определяется выражением
.
Рис. 8. Каломельный электрод. 1 — ртуть, 2 — платиновая проволока,
3 — паста из каломели, 4 — стеклянная трубка, 5 — пробка,
6 — боковая трубка, 7 — сифон, 8 — раствор KCl.
По концентрации применямого раствора KCl различают 0,1 н., 1 н. и насыщенный каломельные электроды. Последний используется наиболее широко. Зависимость его потенциала от температуры описывается уравнением
Вследствие устойчивости потенциалов электроды второго рода используются как электроды сравнения при потенциометрических измерениях. Для этой цели наиболее употребительны каломельный и хлорсеребряный электроды.
3.6.3. Электроды третьего рода.
Такой электрод представляет собой металл, на котором осаждены две труднорастворимые соли. Например, серебро, покрытое сначала хлоридом серебра, а затем хлоридом свинца. Электрод погружен в раствор растворимой соли свинца (PbNO3). Уравнение электродной реакции следующее:
.
3.6.4. Окислительно-восстановительные электроды.
,
.
Потенциал редокс-электрода определяется по уравнению
.
К окислительно-восстановительным относятся в первую очередь электроды, в которых Ox и Red являются ионами, а электродная реакция состоит в перемене их заряда. Например, системам
, ,
соответствуют следующие потенциалопределяющие реакции:
, ,.
Пример 3.2. Определить величину редокс–потенциала железного электрода в растворе, в котором активность ионов Fe2+ в 10 раз больше активности ионов Fe3+. Стандартный потенциал электрода при 20 оС равен = 0,771 В.
Решение. По уравнению
находим .
Так как ,,
то стандартному значению редокс – потенциала железного электрода отвечает следующее значение константы равновесия:
Кроме рассмотренных, относительно простых редокс-электродов, существует более сложные окислительно-восстановительные электроды, в потенциалопределяющих реакциях которых участвуют ионы Н+ и молекулы воды. Наиболее используемым из таких электродов на практике является хингидронный электрод, представляющий собой платиновую пластинку, погруженную в исследуемый раствор, в который добавлено небольшое количество хингидрона – эквимолекулярного соединения хинона и гидрохинона С6Н4О2·С6Н4(ОН)2. В воде это соединение малорастворимо и распадается на хинон С6Н4О2 и гидрохинон С6Н4(ОН)2. Схема электрода и потенциаопределяющая реакция следующие:
,
.
Потенциал хингидронного электрода равен
,
где аХ и аХГ – активности хинона и гидрохинона. Так как хинон и гидрохинон малорастворимы, то их активности можно принять равными концентрациям, а поскольку последние равны между собой, то аХ = аХГ. Тогда
.
С учетом того, что , получаем
,
,
где э.с. – потенциал электрода сравнения, Е – ЭДС гальванического элемента, составленного из электрода сравнения и хингидронного электрода.
Хингидронный электрод может быть использован для измерения рН кислых и слабощелочных растворов (до рН = 8), не содержащих окислителей и восстановителей. Достоинством электрода является простота устройства и быстрое установление равновесного потенциала.
studfiles.net
Электрод «ОЗИ-3»
Электрод ОЗИ-3 применяются для наплавки штампов холодной и горячей штамповки, работающих с нагревом контактных поверхностей до температуры Т = 650 °С. Также, их используют для наплавки быстроизнашивающихся деталей горно-металлургического и станочного оборудования.
Характеристики наплавных электродов ОЗИ-3
Электроды для наплавки имеют следующие характеристики:
- покрытие – основное;
- коэффициент наплавки, г/А• ч: 9,5;
- производительность наплавки (для диаметра 4,0 мм), кг/ч: 1,3;
- расход электродов на 1 кг наплавленного металла, кг:1,4;
- твердость наплавленного металла без термообработки (т. е. исходное состояние), HRCэ: 55;
Химический состав наплавленного металла, %
| C | Mn | Si | Mo | Cr | V | W | S | P |
| 0,5 | 0,4 | 4,0 | 3,6 | 1,0 | 1,4 | 0,014 | 0,022 |
Геометрические размеры и сила тока при наплавке. Количество электродов в 1 кг
| Диаметр, мм | Длина, мм | Ток, А | Среднее количество электродов в 1 кг, шт. |
| 3,0 | 350 | 80…100 | 32 |
| 4,0 | 450 | 120…160 | 14 |
| 5,0 | 450 | 160…240 | 9 |
Условия эксплуатации деталей после наплавки электродов ОЗИ-3
| Контртело | Дополнительные условия | Примеры |
| Стали нагретые до 1100 °С | Давление более 500 кгс/см2, удары, скольжение, окислительная атмосфера, резкое охлаждение | Ножи ножниц горячей резки, штампы горячей штамповки |
| Горячий металл (сталь, сплавы никеля, меди и др.) | Окислительная атмосфера, удары | Наделки ковочных молотов и прессов, ковочные штампы горячей штамповки |
Особые свойства
Электроды ОЗИ-3 обеспечивают получение наплавленного металла с высокой износостойкостью в условиях работы штампов холодной штамповки и удовлетворительной сопротивляемостью ударам.
Технологические особенности наплавки электродами ОЗИ-3
Наплавка производится в нижнем положении постоянным током обратной полярности. Её производят в 1…4 слоя с предварительным подогревом до температуры Т = 300…600 °С. После наплавки рекомендуется медленное охлаждение. Возможна наплавка ванным способом на повышенных режимах.
До начала наплавки обязательна прокалка при Т = 350 °С в течение 1 часа.
Дополнительная информация
Наплавные электроды «ОЗИ-3» соответствуют стандарту DIN E4-UM60-GT .
Условное обозначение в документации: Э-90Х4М4ВФ- ОЗИ-3 — Ø –НГ ГОСТ 9466-75, ГОСТ 10051-75.
Где купить электроды различных марок
Выбирайте производителей и продавцов сварочных электродов, перейдя по ссылке ниже на страницу нашего каталога фирм.Выбрать компанию
weldelec.com
3.1. ЭлектрОхимические системы. Электрод.
Электрохимический потециал. Абсолютные
Электродные потенциалы и ЭЛЕКТРОДВИЖУЩая СИЛА.
Взаимное превращение электрической и химической форм энергии происходит в электрохимических системах, состоящих из следующих частей:
Проводники второго рода, обладающие ионной проводимостью (электролиты).
Проводники первого рода – вещества, обладающие электронной проводимостью, находящиеся в контакте с электролитом. На границе раздела двух фаз происходит перенос электрического заряда, т.е. протекает электрохимическая реакция. Такая система, состоящая из проводников первого и второго рода, называется электродом.
Проводники, обеспечивающие прохождение тока между электродами.
Химические превращения, которые происходят в растворах или расплавах на электродах из проводников первого рода, называются электродными процессами. Эти процессы можно разделить на две группы, тесно связанные друг с другом. Во-первых, это возникновение разности потенциалов и электрического тока в гальванических элементах. Во-вторых, обратные им химические процессы, которые имеют место при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав, называемые электролизом.
Электрод представляет собой систему, состоящую как минимум из двух фаз. Характерная особенность электрохимической системы заключается в том, что вещества, учавствующие в суммарной токообразующей реакции, пространственно разделены. Поэтому реакция распадается на две частные реакции, каждая из которых совершается на отдельном электроде. Состояние заряженной частицы в фазе определяется электрохимическим потенциалом
, (3.1)
где zi – заряд иона, g – внутренний потенциал, отвечающий работе переноса элементарного отрицательного заряда из бесконечности в вакууме вглубь фазы. Равновесие электрохимической системы характеризуется равенством электрохимических (а не химических) потенциалов заряженных частиц в различных фазах.
Рассмотрим, как возникает скачок потенциала – электродный потенциал — на границе границе раздела металл–раствор. При погружении металлической пластинки в воду некоторая часть ионов металла с поверхности пластинки в результате взаимодействия с молекулами воды переходит в раствор, прилегающий к поверхности пластинки. Металл заряжается отрицательно, и возникающие электростатические силы препятствуют дальнейшему протеканию этого процесса. В системе устанавливается равновесие. Указанные процессы приводят к возникновению двойного электрического слоя и скачка потенциала между отрицательно заряженной пластинкой и слоем положительно заряженных ионов в растворе. Толщина двойного электрического слоя в разбавленных растворах составляет сотни ангстрем, а в концентрированных уменьшается до нескольких ангстрем.
. (3.2)
Работа перенесения иона из фазы I в фазу II равна
, (3.3)
так как
(3.4)
В равновесии , следовательно,
, (3.5)
, (3.6)
где φ – абсолютный электродный потенциал, т.е. скачок потенциала между двумя фазами. Обозначим
,
где φо ‑ стандартный электродный потенциал (скачок потенциала на границе раздела фаз при аi = 1). Стандартный потенциал представляет собой величину, характерную для данного электродного процесса, и зависит от температуры и природы растворителя. Тогда
. (3.7)
Уравнение (3.7) называют уравнением Нернста для электродного потенциала. Разность внутренних потенциалов иона в двух фазах (g2 – g1) компенсирует разность химических потенциалов иона. Разность электрических потенциалов экспериментально можно измерить только между двумя точками одной и той же системы (μi = const), поэтому электродный потенциал нельзя измерить абсолютно, только относительно.
Разность потенциалов между электродами зависит от условий (температуры, природы металлов, активности ионов в растворе), в которых она определяется. Эта разность максимальна при равновесных условиях работы электрохимической системы, при которых внешнее сопротивление бесконечно велико, а ток в цепи – бесконечно мал. Такая разность потенциалов получила название электродвижущей силы (ЭДС).
studfiles.net
Электроды для наплавки ОЗШ-3
Темы: Наплавка.
Электроды ОЗШ-3 для наплавки обрезных и вырубных штампов холодной и горячей штамповки (с температурой нагрева рабочих поверхностей до 650°С), а также других быстроизнашивающихся деталей машин и оборудования.
Наплавка в нижнем и вертикальном положениях постоянным током обратной полярности.
Коэффициент наплавки - 9,5 г/А ч.Производительность наплавки (для диаметра 4,0 мм) - 1,3 кг/ч.Расход электродов на 1 кг наплавленного металла - 1,7 кг.
Типичная твердость наплавленного металла
| Вид термообработки после наплавки |
Твердость HRCэ |
|
Без термообработки (исходное состояние) |
56 |
Типичный химический состав наплавленного металла, %
| C |
Mn |
Si |
Cr |
S |
P |
|
0,4 |
0,5 |
1,9 |
9,9 |
0,013 |
0,021 |
Рекоменуемые режимы наплавки
|
Размеры электродов, мм |
Ток, А |
|||
|
Положение наплавляемой поверхности |
||||
|
диаметр |
длина |
нижнее |
вертикальное |
|
|
2,5 |
300 |
90-110 |
70-90 |
|
|
3 |
350 |
110-130 |
90-110 |
|
|
4 |
450 |
130-150 |
110-130 |
|
|
5 |
450 |
160-180 |
130-150 |
|
Особые свойстваЭлектроды ОЗШ-3 обеспечивают получение наплавленного металла с высокой износостойкостью в условиях работы штампов и удовлетворительной сопротивляемостью ударам.
Примеры использования ОЗШ-3 для наплавки:
|
Контртело |
Дополнительные условия |
Примеры |
|
Стали нагретые до 1100 °С |
Давление более 500 кгс/см2, удары скольжение, окислительная атмосфера, резкое охлаждение |
Ножи ножниц горячей резки, штампы горячей штамповки |
|
Сталь, цветные металлы |
Давление более 500 кгс/см2, удары скольжение |
Ножи ножниц холодной резки, обрезные штампы холодной штамповки |
Соответствие стандартам:
| ГОСТ |
Э-37Х9С2 |
|
DIN |
E6-UM55-T |
Условное обозначение
Другие материалы относящиеся к теме "
Электроды ОЗШ-3
" :
Сравните ОЗШ-3 с другими марками Группы "Электроды для наплавки"
- < Электроды для наплавки ОЗШ-2
- Электроды для наплавки ОЗШ-6 >
weldzone.info
3.2 Электроды сравнения
Электроды сравнения предназначены для измерения электродных потенциалов. Необходимость их использования обусловлена невозможностью измерения абсолютной величины потенциала отдельного электрода. В качестве электрода сравнения может быть использован электрод, обладающий постоянным и не зависящим от состава раствора потенциалом. При этом необязательно знать числовую величину потенциала. Значение потенциала должно воспроизводиться и не изменяться от опыта к опыту. Существенными требованиями к электродам сравнения являются низкое электрическое сопротивление, отсутствие влияния на состав анализируемого раствора, способность не вызывать появления значительного диффузионного потенциала и, несомненно, простота конструкции.
Универсальным электродом сравнения является стандартный водородный электрод (описание электрода – 3.3), но для практической работы он неудобен из-за необходимости использования очень чистого водорода и ряда других причин.
Электродами сравнения могут быть электроды II рода в растворе электролита с анионом малорастворимой соли.
Потенциал электрода сравнения служит точкой отсчета, по отношению к которой измеряют потенциал индикаторного электрода. Но и индикаторный электрод, в принципе, может служить также и электродом сравнения, если создать условия, при которых потенциал такого индикаторного электрода остается неизменным в процессе анализа.
Так, например, в потенциометрическом методе кислотно-основного титрования можно взять в качестве электрода сравнения хингидронный электрод в буферном растворе с определенной величиной рН (описание хингидронного электрода – 3.3).
В потенциометрическом окислительно-восстановительном титровании индикаторным электродом может служить платиновый электрод, а электродом сравнения, например, молибденовый электрод, поверхность которого покрыта оксидной пленкой. Платиновый электрод реагирует на изменение соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм определяемого элемента изменением своего потенциала. При этом титруемый раствор должен содержать большой избыток свободной кислоты, чтобы кислотность этого раствора практически не изменялась в процессе титрования. В таких условиях молибденовый электрод является электродом сравнения, сохраняя постоянный потенциал.
Главное требование, предъявляемое к электроду сравнения – постоянство величины потенциала электрода в течение всего времени использования электродной системы. Значения потенциалов стандартных электродов известны, что позволяет применять их в прямой потенциометрии, когда необходимо определить абсолютную величину потенциала индикаторного электрода.
В качестве электрода сравнения в потенциометрии часто используют каломельный электрод с насыщенным раствором хлорида калия, хлорсеребряный электрод.
Насыщенный каломельный электрод (НКЭ) схематически изображен на рисунке 4. Это стеклянный сосуд с впаянным в него солевым мостиком, который погружают в анализируемый раствор. На дно сосуда наливается чистая ртуть, в которую погружена платиновая проволока (контакт), впаянная в стеклянную трубку. Другой конец платиновой проволоки припаивается к медному проводнику, идущему к клемме потенциометра. Поверх ртути помещается паста каломели (Hg2Cl2), тщательно растертая со ртутью и хлористым калием. Для заполнения каломельного электрода используют насыщенный раствор хлорида калия (КСlнас.). Систему насыщенного каломельного электрода обозначают Pt|Hg|Hg2Cl2|KClнас. В тех случаях, когда попадание ионов хлора в анализируемый раствор нежелательно, каломельный электрод можно использовать с дополнительным солевым мостиком, заполненным другим электролитом.
Солевой
мостик
Рисунок – 4 Насыщенный каломельный электрод
Потенциал каломельного электрода определяется реакцией 2Hg + 2Cl- ↔ Hg2Cl2тв. + 2e, и его изменение соответствует при E0 = 0,244 уравнению Нернста
(34)
При этом концентрации веществ, находящихся в твердой фазе, постоянны. Если раствор является насыщенным по хлориду калия, то его потенциал не зависит от концентрации ионов хлора в растворе, находящихся в избытке. Тогда каломельный электрод используют как электрод сравнения.
Кроме каломельных электродов, применяют другие ртуть - содержащие стандартные электроды: меркурсульфатные электроды Hg|Hg2SO4|h3SO4, щелочно – оксидортутные Hg|HgO|KOH.
Хлорсеребряный электрод (ХСЭ) состоит из серебряной проволоки с наплавленным слоем хлорида серебра, погруженной в насыщенный раствор хлорида калия - Ag|AgClтв|КClнас.|Cl-. Потенциал такого электрода определяется равновесной системой Ag++ Cl- ↔ AgClтв + e и рассчитывается по уравнению
(35)
Следовательно, потенциал хлорсеребряного электрода (Е) при избыточной концентрации [Cl-] (KClнас) при 25 0С равен Е0 (+ 0,222 В).
studfiles.net
Электроды сварочные ОЗЧ-3
Темы: Сварка чугуна, Ручная дуговая сварка.
Электроды ОЗЧ-3 предназначены для холодной сварки и заварки дефектов литья в деталях из серого и высокопрочного чугуна. Предпочтительна сварка соединений с повышенными требованиями по чистоте обрабатываемой поверхности.
Сварка в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности.
Характеристика электродовПокрытие - основное.Коэффициент наплавки - 11,0 г/А ч.Производительность наплавки (для диаметра 4,0 мм) - 1,3 кг/ч.Расход электродов на 1 кг наплавленного металла - 1,6 кг.
Типичные механические свойства металла шва
| Временное сопротивление sв, МПа |
Относительное удлинение d5, % |
Твердость наплавленного металла НВ |
|
540 |
24 |
160 |
Типичный химический состав наплавленного металла, %
| Ni |
C |
Mn |
Si |
Cu |
Fe |
S |
P |
|
не менее 99,0 |
не более 0,04 |
не более 0,1 |
не более 0,14 |
не более 0,06 |
не более 0,1 |
не более 0,005 |
не более 0,003 |
Геометрические размеры и сила тока при сварке
| Диаметр, мм |
Длина, мм |
Ток, А |
Среднее количество электродов в 1 кг, шт. |
|
2,5 |
280 |
50 - 80 |
65 |
|
3,0 |
310 |
70 - 110 |
41 |
|
4,0 |
330 |
100 - 130 |
23 |
|
5,0 |
400 |
120 - 160 |
11 |
Технологические особенности сваркиСварка производится короткими валиками длиной 30-50 мм с поваликовым охлаждением на воздухе до температуры не выше 60°С и проковкой наложенного валика легкими ударами молотка. Заварку крупных дефектов осуществляют совместно с электродами марки ОЗЖН-1, накладывая слои поочередно электродами марки ОЗЖН-1 и электродами марки ОЗЧ-3.Сварка после обязательной прокалки: 250-280°С; 1 ч.
Соответствие стандартам:
| AWS |
ENi-CI |
|
ISO |
ENiBG2 |
|
DIN |
ENiBGII |
Обозначение в документации
| ОЗЧ-3 -Ø |
ТУ 14-4-452 - 73 |
Другие материалы на данную тему:
- < Электроды сварочные ОЗЧ-2
- Электроды сварочные ОЗЧ-4 >
weldzone.info
