Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ)

Большая Советская Энциклопедия

Возможность изменения перенапряжения на катоде в широких пределах позволяет при Э. получать слои металлов с сильно различающимися свойствами. Так, в зависимости от условий образования осадков плотность дислокаций в них может изменяться от 10⁶ до 10¹²см^{– 2}, соответственно изменяются и такие свойства, как электропроводность, твёрдость, пластичность. Высокие плотности дислокаций были обнаружены в осадках меди, никеля, железа, хрома, платины, серебра и др. Особенно сильное влияние на структуру осадков металлов, полученных методом Э., оказывает адсорбция поверхностно-активных веществ и включение примесей. Э. лежит в основе электрометаллургии , рафинирования металлов, гальванотехники .

Ю. М. Полукаров.

Электролечение

Электролече'ние,

электротерапия, лечение электрическими токами и электромагнитными полями. При Э. применяют постоянный ток низкого напряжения (см. Гальванизация ), переменные токи (см. Дарсонвализация , Диатермия ), в том числе импульсные токи низкой частоты (см. Импульстерапия ), постоянное электрическое поле высокой напряжённости (см. Франклинизация ) и электромагнитные поля различных частот (см. Индуктотермия , Ультракоротковолновая терапия ), в том числе СВЧ (микроволновая терапия ). Э. проводят в виде местных и общих воздействий с наложением электродов на тело пациента (при процедурах с применением электрического тока) или без электродов (при использовании электромагнитных полей). Разнообразие факторов Э. и возможность менять их параметры позволяют индивидуализировать лечебные процедуры. Особенно рационально использование Э. в импульсном режиме, т. к. регулируемые частота и длительность импульсов обеспечивают нормализацию многих нарушенных физиологических процессов. В частности, импульсные токи низкой частоты могут имитировать эффекты нервных импульсов и оказывать на ткани трофическое влияние, нормализуя нарушенную нейроэндокринную регуляцию и избирательно стимулируя деятельность определённых органов и систем. При всех методах Э. проявляются общие, т. н. неспецифические, реакции — усиление кровообращения, обмена веществ, трофики тканей, компенсаторно-защитных свойств организма. Наряду с этим в ответ на действие каждого фактора возникают специфические реакции, проявления которых зависят от его физических свойств, методики применения и особенностей организма. Благодаря успехам в изучении лечебного действия физических факторов и достижениям электротехники и электромедицинского приборостроения Э. занимает значительное место в терапии многих заболеваний и реабилитации больных.

Лит.: Аникин М. М., Варшавер Г. С., Основы физиотерапии, 2 изд., М., 1950; Ливенцев Н. М., Ливенсон А. Р., Электромедицинская аппаратура, 4 изд., М., 1974; Справочник по физиотерапии, под ред. А. Н. Обросова, М., 1976; Dumoulin J., Bisschop G. de, Electrotherapie, 2 ed., P., 1971; Edel H., Fibel der Elektrodiagnostik und Elektrptherapie, 3 Aufl., Dresden, 1975.

В. М. Стругацкий.

Электролиз

Электро'лиз (от электро... и греч. lysis — разложение, растворение, распад), совокупность процессов электрохимического окисления-восстановления на погруженных в электролит электродах при прохождении через него электрического тока. Э. лежит в основе электрохимического метода лабораторного и промышленного получения различных веществ — как простых (Э. в узком смысле слова), так и сложных (электросинтез ).

Изучение и применение Э. началось в конце 18 — начале 19 вв., в период становления электрохимии . Для разработки теоретических основ Э. большое значение имело установление М. Фарадеем в 1833—34 точных соотношений между количеством электричества, прошедшего при Э., и количеством вещества, выделившегося на электродах (см. Фарадея законы ). Промышленное применение Э. стало возможным после появления в 70-х гг. 19 в. мощных генераторов постоянного тока.

Особенность Э. — пространственное разделение процессов окисления и восстановления: электрохимическое окисление происходит на аноде, восстановление — на катоде. Э. осуществляется в специальных аппаратах — электролизёрах .

Э. происходит за счёт подводимой энергии постоянного тока и энергии, выделяющейся при химических превращениях на электродах. Энергия при Э. расходуется на повышение гиббсовой энергии системы в процессе образования целевых продуктов и частично рассеивается в виде теплоты при преодолении сопротивлений в электролизёре и в других участках электрической цепи.

На катоде в результате Э. происходит восстановление ионов или молекул электролита с образованием новых продуктов. Катионы принимают электроны и превращаются в ионы более низкой степени окисления или в атомы, например при восстановлении ионов железа (F³⁺e^– ® Fe²⁺ ), электроосаждении меди (Cu²⁺ + 2^e-

® Cu). Нейтральные молекулы могут участвовать в превращениях на катоде непосредственно или реагировать с промежуточными продуктами катодного процесса. На аноде в результате Э. происходит окисление ионов или молекул, находящихся в электролите или принадлежащих материалу анода (анод растворяется или окисляется), например: выделение кислорода (4OH^– ® 4e^– + 2H₂ O + O₂ ) и хлора (2C1^– ®2e^– + Cl₂ ), образование хромата (Cr³⁺ + 3OH^– + H₂ O ® CrO₄^2- + 5H⁺ + 3e^– ), растворение меди (Cu ® Cu²⁺ + 2^e- ), оксидирование алюминия (2Al + 3H₂ O ® Al₂ O₃ +6Н⁺ + 6e^– ). Электрохимическая реакция получения того или иного вещества (в атомарном, молекулярном или ионном состоянии) связана с переносом от электрода в электролит (или обратно) одного или нескольких зарядов в соответствии с уравнением химической реакции. В последнем случае такой процесс осуществляется, как правило, в виде последовательности элементарных одноэлектронных реакций, то есть постадийно, с образованием промежуточных ионов или радикальных частиц на электроде, часто остающихся на нём в адсорбированном состоянии.

Скорости электродных реакций зависят от состава и концентрации электролита, от материала электрода, электродного потенциала, температуры и ряда других факторов. Скорость каждой электродной реакции определяется скоростью переноса электрических зарядов через единицу поверхности электрода в единицу времени; мерой скорости, следовательно, служит плотность тока.

Количество образующихся при Э. продуктов определяется законами Фарадея. Если на каждом из электродов одновременно образуется ряд продуктов в результате нескольких электрохимических реакций, доля тока (в %), идущая на образование продукта одной из них, называется выходом данного продукта по току.

Преимущества Э. перед химическим методами получения целевых продуктов заключаются в возможности сравнительно просто (регулируя ток) управлять скоростью и селективной направленностью реакций. Условия Э. легко контролировать, благодаря чему можно осуществлять процессы как в самых «мягких», так и в наиболее «жёстких» условиях окисления или восстановления, получать сильнейшие окислители и восстановители, используемые в науке и технике. Э. — основной метод промышленного производства алюминия, хлора и едкого натра, важнейший способ получения фтора, щелочных и щелочноземельных металлов, эффективный метод рафинирования металлов. Путём Э. воды производят водород и кислород. Электрохимический метод используется для синтеза органических соединений различных классов и многих окислителей (персульфатов, перманганатов, перхлоратов, перфторорганических соединений и др.). Применение Э. для обработки поверхностей включает как катодные процессы гальванотехники (в машиностроении, приборостроении, авиационной, электротехнической, электронной промышленности), так и анодные процессы полировки, травления, размерной анодно-механической обработки , оксидирования (анодирования ) металлических изделий (см. также Электрофизические и электрохимические методы обработки ). Путём Э. в контролируемых условиях осуществляют защиту от коррозии металлических сооружений и конструкций (анодная и катодная защита).

Лит. см. при ст. Электрохимия .

Э. В. Касаткин.

Электролизёры

Электролизёры, аппараты для электролиза , состоящие из одной или многих электролитических ячеек . Э. представляет собой сосуд (или систему сосудов), наполненный электролитом с размещенными в нём электродами — катодом и анодом , соединёнными соответственно с отрицательным и положительным полюсами источника постоянного тока. В промышленности и лабораторной практике применяют Э. различных типов и конструкций (например, открытые и герметически закрытые, для периодической и непрерывной работы, с неподвижными и движущимися электродами, с различными системами разделения продуктов электролиза). В зависимости от назначения Э. рассчитываются для работы при различных температурах — от минусовых (при электрохимическом синтезе малостойких кислородных соединений) до высоких плюсовых (при электролизе расплавленных электролитов в производстве алюминия, кальция и др. металлов). Соответственно Э. снабжают устройствами для нагрева или охлаждения электролита пли электродов.