Potencijal elektrohemijskog sistema. Elektrohemija

Međusobna transformacija električnih i hemijskih oblika energije javlja se u elektrohemijskim sistemima, uključujući:

ª Sekundarni vodiči - supstance sa ionom provodljivošću (elektrolite).

ª Provodnici prve vrste - supstanci elektroničke provodljivosti.

Na sučelju dviju faza, električni naboj se prenosi, i.e. Postoji potencijalni skok ().

Naziva se sustav koji se sastoji od kontaktiranja provodnika prvog i druge vrste elektroda.

Procesi koji se javljaju na granici odjeljcima faza provodnika I i II vrste u elektrodama nazivaju seprocesi elektrode .

Elektroda je sustav koji se sastoji od najmanje dvije faze.

Razmislite o tome kako se pojavljuje potencijalna šteta - potencijal elektrode - na granici metalnog rješenja soli ovog metala. Kada uranjate metalnu ploču u otopinu soli, neki od metalnih jona sa površine ploče mogu ići na otopinu pored površine ploče. Metal se ne naplaćuje, a elektrostatičke snage u nastajanju ometaju daljnji protok ovog procesa. Sistem uspostavlja ravnotežu. Mogući je obrnuti proces prijelaza metalnih kationa iz otopine na ploču. Ovi procesi dovode do pojave dvostrukog električnog sloja i skoka u potencijalu.

Smjer procesa prijenosa metalnih jona određuje se omjerom elektrohemijskih potencijala jona () u fazi rješenja i kondenzovanoj fazi. Proces prelazi na izravnavanje elektrohemijskih potencijala u dvije faze.

Elektrohemijski potencijal sastoji se od dva pojma

m Chem. - Hemijski potencijal koji karakterizira hemijsku reakciju na promjenu u okruženju ove čestice.

m el - električna komponenta elektrohemijskog potencijala ili potencijalne energije električno polje Što karakterizira odgovor na električno polje.

Za određenu raznolikost nabijenih čestica (i)

z I. - Naplata iona,

domaći potencijalOdgovaraju radu prijenosa elementarne negativnog naboja iz beskonačnosti u vakuumu u vakuumu faze.

Elektrotemijski sistem ravnoteže Karakterizira ga jednakost elektrohemijskih (i ne hemijskih) potencijala optuženih čestica u različitim fazama.

U sistemu ravnoteže, otopina (i) / Metal (II), imamo:

U sistemu ne ravnoteže, rad prijenosa jednog MOL-EQ-a. Ioni iz faze I u II fazi su jednaki

Od tada

U ravnoteži uzimajući u obzir (1), imamo:

gdje se nalazi skok na granici faznog odjeljka (apsolutni potencijal elektrode). Označiti

gde - hrpa potencijala na granici odeljenja faze kada a I. = 1 (standardni potencijal elektrode).



Standardni potencijal je vrijednost karakteristična za ovaj postupak elektrode. To ovisi o temperaturi i prirodi elektrode. Zatim za elektrodu tipa mene z + / me:

Potencijalni skok javlja se na granici odvajanja dva rješenja, je difuzni potencijal.

Općenito (za bilo koju vrstu elektroda):

ili za 298 k

Treba imati na umu da ako se plinovi obučavaju u reakciji elektrode, aktivnost se uzima jednaka djelomičnom pritisku; za kondenzovanu fazu stalnog sastava sastava, ali=1.

Jednadžbe (1), (2), pozvane jednadžbe Nernsta za potencijal elektrode. Razlika električnih potencijala može se mjeriti samo između dvije točke iste faze gdje μ I. = konst.. Kad se osnovno naboj premješta između dvije tačke u različitim fazama, osim električnog, rada mora se izvesti u vezi s promjenom kemijskog naboja. Vrijednost ove kemijske komponente rada nije podložna definiciji, tako da apsolutna vrijednost potencijala elektrode nije moguća. Eksperimentalni način može odrediti samo vrijednost elektroplativnog elementa koja se sastoji od dvije elektrode.

Pravila za snimanje elektroda i elektrohemijskih lanaca.

Sustavi koji se sastoje od dvije ili više elektroda povezanih na poseban način i sposobni za proizvodnju električni rad, I.E. služi kao izvor električna energijaPozvan elementi elektroplata.

Električna snaga galvanskog elementa (EMF GE) Ovo je zbroj skokova potencijala elektrode na svim granicama fazne particije u ravnotežnom stanju (struja u vanjskom lancu je nula).

a) Za elektrode su usvojeni sljedeći propisi zapisa za elektrode: tvari u otopini su navedene ulijevo od vertikalne funkcije, tvari koje tvore drugu fazu (plin ili čvrstu).

Ako jedna faza sadrži nekoliko tvari, njihovi su likovi odvojeni zarezima.

Na primjer,

Jednadžba reakcije elektrode za zasebnu elektrodu piše se tako da su tvari u oksidiranim i elektronima na lijevoj strani, s desne strane - tvari u obnovljenom obliku:

b) prilikom snimanja elemenata elektroplata s lijeve strane, elektroda ima negativniji potencijal; Rješenja oba elektroda odvojena su jedna od druge s vertikalnom isprekidanom linijom ako su u kontaktu jedni s drugima, a dvije čvrste linije, ako se slani most nalazi između rješenja, na primjer, zasićenog CL rješenja, sa kojima se difuzija Potencijal se eliminira. Dakle, desno je uvijek naznačeno pozitivno nabijeno elektroda, s lijeve strane - negativno napunjeno.

Elektroda , koji teče oksidacijski proces, zvani anoda ().

Elektroda na kojoj teče proces oporavka, zvani katoda ().

Pozvane su reakcije na katodu i anodu reakcije elektrode.

Ukupno hemijski procesTečeći u galvanskom elementu sastoji se od procesa elektrode i izražava se jednadžbama:

Ako se procesi elektrode i hemijska reakcija u galvanskom elementu mogu izvesti u direktnom (kada se element) i obrnuto (kada se električna struja prođe kroz element), tada se nazivaju elektrode i galvanski element reverzibilan.

Ubuduće će se uzeti u obzir samo reverzibilne elektrode i elemente elektroplata.

U hemijskoj termodinamici za karakteriziranje svojstava sistema koji ne sadrže naduvane čestice i u kojima se promjena kompozicije nastaju kao rezultat protoka kemijskih reakcija ili faznih transformacija korištenja temeljne Gibbs jednadžbe: izražene karakterističnom funkcijom:

gde - hemijski potencijal reagensa, a beskonačno je mala promjena u broju ovog reagensa.

Prilikom razmatranja pojava u heterogenim sistemima potrebno je razmotriti koja faza uključuje vrijednosti ,,,,. Pripadnost određenoj fazi označena je gornjim indeksom, na primjer ,. Ravnotežni uvjet u heterofazijskom sustavu na konstantnoj temperaturi i pritisku (T i P - CONST) je jednakost hemijskih potencijala, gdje hemijski potencijali neutralne tvari u dvije suživotne faze.

Ako je komponenta napunjena čestica, tada njegova država ovisi i o veličini električnog polja. Prilikom premještanja nadubljenih čestica u fazi električnog polja, masovni prijenos komponente povezan je s prijenosom punjenja. Temeljna Gibbs jednačina u ovom slučaju trebala bi biti:

gdje - - unutrašnji potencijal bilo koje faze, odnosno unutrašnji potencijal dijela sustava u kojem se nalazi ova čestica.

Interni potencijal je rad prenošenja jedinstvene negativne zamišljene naknade s beskonačno udaljene tačke A, koji je u vakuua na tačku u provodničkoj fazi.

Izraz "imaginarni" sugerira da ova jedinična naplata reagira samo na vanjsko električno polje i ne komunicira sa medijom.

Od, gdje - naplata je ion, uzimajući u obzir znak naboja; - Trajni faraday, - broj molova i.-Ho supstance, zatim nakon transformacija dobivamo:

Svi Gibbs derivati \u200b\u200bo generaliziranim koordinatama imaju smisla generaliziranih snaga. Stoga je ovo generalizirana sila u pojavu prijenosa nadubljenih čestica u električnom polju. Analogijom sa hemijskim potencijalom, za elektrohemijske sisteme, vrijednost

Pozvan elektrohemijski potencijal .

Prilikom pomicanja molitve pravih nabijenih čestica (uz punjenje) iz beskonačnosti u vakuumu u provodljivoj fazi (na primjer, faze), potrošena operacija sastoji se od dva dijela: elektrostatičke jednake i hemijske, zbog interakcije pravih čestica s danim Faza, odnosno hemijski potencijal komponente u fazi.

Osnovna jednačina Gibbs evidentirat će se:

Razmotrite ravnotežu na granici fazne particije. Pretpostavimo da se elektrohemijska reakcija (reakcija elektrode) pojavljuje na granici sekcije faze


gdje i je stohiometrijski koeficijent i.-Va supstanca ili ion (za početne materijale, stoichiometrijski koeficijenti uzimaju negativne vrijednosti i za reakcijske proizvode - pozitivne), z. - Ukupan broj elektrona uključenih u reakciju elektrode (poluakvalitet).

Kada curenje hemijska reakcija Iznosi pojedinačnih reagensa mijenjaju se srazmjerno svojim stoichiometrijskim koeficijentima u reakcijskoj jednadžbi. Međusobna proporcionalnost d n I. Može se izraziti kombinacijom jednadžbi:

Dakle, preraspodjela iznosa svih tvari u sustavu može se izraziti pomoću jedne varijable koje je naznačeno. x. i pozvan kemijska varijabla. Diferencijal od kemijske varijable određuje se pomoću bilo koje od jednadžbi iznad:

d. n I. = n I. D. x.;

Zatim razmatrajući ovaj izraz za d G. Primiti

d. G. = – S.d. T. + V.d. p. + . (3.5)

Pri stalnoj temperaturi i stalnom pritisku ravno ravnoteže u sistemu je minimum Gibbs energije. To znači da su za ravnotežni sistem

U ovoj je jednadžbi, elektrohemijski potencijali i stoichiometrijski koeficijenti svih sudionika u elektrohemijskoj reakciji su saženi, bez obzira na to koja su faza.

Ravnoteža na elektrodi karakteriše jednakost elektrohemijskih potencijala komponenti u svim fazama. U slučaju nejednakosti, prelazak nadubljenih čestica nastaje kroz granicu fazne particije, što je uzrokovano željom sustavom za termodinamičku ravnotežu. Kao rezultat toga, ravnoteža električnih troškova u svakoj fazi, metalu i otopini stječu električni naboj i potencijalni skok javlja se na granici njihove particije. Drugim riječima između faze elektrode događaju se određena potencijalna razlika zbog prirode komponenti komponentnih elektroda, njihovih koncentracija i vrijednosti vanjskih termodinamičkih parametara..

Ovaj potencijalni konjički utrka naziva se elektroplativnim potencijalom (potencijal elektrode) i naznačeno je. Galvani-potencijal određuje se razlikom u unutrašnjim potencijalima obje faze:.

Sl. Pojava utrke potencijala (elektroplata) na granici dijela faze i faze.

Razmotrite mehanizam pojave utrke potencijala na primjeru najčešćih elektroda s granicama metalnog rješenja u fazi. Postoje takvi metali da ako se izostaju u vodu ili u rješenje, metalni joni prelaze u površinu vode ili otopinu reakcijom pored površine.

Ovaj tranzicija se događa u slučaju da je elektrohemijski potencijal metalnog jona u kristalu veći od elektrohemijskog potencijala restacije iona u rješenju. Metal može biti predstavljen koji se sastoji od pozitivno nabijenih metalnih jona i relativno besplatnih elektrona. Kao ioni prijelaze na rješenje, status sustava se postepeno mijenja. Metal stječe negativan naboj, čija se veličina povećava kao što se događa elektrohemijska reakcija. S tim u vezi smanjuje se elektrohemijski potencijal metalnih jona na površini. Povećava se broj jona u otopini, a njihov elektrohemijski potencijal povećava se zbog odbojnosti istih imena jona. Kao rezultat, stopa prelaska jona u rješenje smanjuje se i stopa obrnutog postupka - prelazak jona iz otopine na metal povećava se. Konačno, događa se ovo stanje u kojem brzine oba procesa postaju iste, odnosno ravnoteže se događa u sustavu. Istovremeno, metal stječe negativan naboj koji odgovara određenom potencijalu, a višak kationa formira se u otopini, koji se održavaju na površini metalne elektrode kao rezultat rada elektrostatičkih sila i Ovaj sloj odgovara njegovom potencijalu. Ovi potencijali se zovu interni potencijali I navedite gdje indeks označava koja je faza potencijal. Kao rezultat, na granici fazne dijela, formira se metal - rješenje, takozvani dvostruki električni sloj što odgovara određenoj potencijalnoj razlici zvanoj galvani-potencijal -

(npr.).

Da bi se utvrdila veličina elektroplata koji nastaje na granici fazne particije i potrebno je eksperimentalno odrediti razliku od elektrohemijskih potencijala u tim fazama. Od tada

Slijedi iz jednadžbe da je mjerenje elektroplikantnog potencijala između bodova u različitim fazama moguće samo pod uvjetom jednakosti hemijskih potencijala tvari u različitim fazama, odnosno sa. U ovom slučaju dobivamo:

Slijedi da je u sučelju dviju faza različitih kompozicija, nemoguće eksperimentalno odrediti elektroplativni potencijal.

Veličina elektroplativnog potencijala ovisi o svojstvima faza koji čine granicu particije i na koncentraciji jona u rješenju.

Općenito, za elektrohemijsku reakciju

prolazi na granici fazne particije, evidentirat će se ravnotežno stanje, u skladu s (3.6), bit će zabilježeno:

gdje i optužbe za čestice oksidiranih i smanjenih oblika, i - potencijali faza koji sadrže oksidirani i smanjeni oblik tvari. Nakon pretvorbe jednadžbe, dobivamo:

U skladu sa bilansom troškova,

gdje je ukupna optužba za jovr uključene u reakciju u fazi koja sadrži smanjeni oblik tvari, te ukupna naknada jona uključenih u reakciju u fazi koja sadrži oksidirani oblik tvari. Za proizvoljnu tečnost i solidnu rješenja, hemijski potencijal i.Komponenta se izražava kroz svoju aktivnost jednadžbom. S obzirom na to - Potencijal za elektroplatur, dobivamo:

Budući da je standardni hemijski potencijal komponente jednak značenju njegove standardne GIBBS energije, dobivamo

j.° Nazvan

gde j.° - standardni potencijal elektrode; R. - univerzalna konstanta gasa;

T. - Temperatura, K; F. - Trajni faraday; - broj elektrona uključenih u proces elektrode; I - aktivnost oksidiranih i obnovljenih oblika.

Nazvanu jednadžbu naziva se jednadžba Nernsta. Standardni potencijal elektrode j.° je vrijednost karakteristična za svaki postupak elektrode koji takođe ovisi o temperaturi i prirodi otapala. Standardni potencijal elektrode jednak je potencijalu elektrode u kojem je omjer aktivnosti svih sudionika u reakciji elektrode jednak jednoj. Nennst jednadžba veže vrijednost potencijalne razlike između faze elektrolitnog rješenja i faze dirigenta prvog vrsti sa aktivnostima komponenti uključenih u reakciju elektrode.

Kao primjer uspostavljanja elektrohemijske ravnoteže, smatramo najjednostavnijom futrolom - ravnoteža na metalnoj granici s otopinom koja sadrži ioni ovog metala. Elektroda će prostirati sljedeću elektrohemijsku reakciju:

Ravnoteža je uspostavljena kao rezultat tranzicije metalnih jona iz glasnoće otopine za metal i nazad, podložno ravnopravnosti (3.6).

Kombiniranje svih trajnih vrijednosti u jednom iznosu - j.° Nazvan standardni električni potencijal, Dobivamo izraz za potencijalnu razliku između faza koje predstavljaju elektrodu:

Kombinacija konstanti R, f i temperatura (RT / F) često se nalazi u elektrohemijskim jednadžbama; Ima dimenziju napona. Općenito je prihvaćeno da ga označi kao b 0. Često se nenrna jednadžba napisana kroz decimalne logaritme. Prijelaz na decimalni logaritmi vrši se množenjem b 0 do LN10 \u003d 2.3 (ovaj proizvod je označen kao b). Na 298 do vrijednosti b 0 i b, odnosno jednaki:

Vrijednosti stalne b na drugim temperaturama mogu se lako izračunati.

Treba napomenuti da u općem slučaju, prilikom snimanja nernste jednadžbe, samo one vrijednosti koje mogu varirati pod logaritam. Dakle, prilikom snimanja nernste jednadžbe za različiti slučajevi Potrebno je slijediti nekoliko pravila povezanih s korištenjem izražavanja (3.9) za različite vrste elektroda:

1. Aktivnost čistog komponenti koje čine zasebnu fazu stalnog sastava, (u pravilu su to čvrste tvari), uzimaju se jednako jednoj.

2. Djelatnost otapala vrši se jednaka jednoj.

3. Umjesto aktivnosti gasovitih tvari, jednadžba uključuje relativni djelomični pritisak tih plinova u rješenju. Pritisak je relativno standardni (1 bar \u003d 10 5 pa), tako dalje. Ova je vrijednost bez dimenzija, iako se numerički podudara s djelomičnim pritiskom plina izraženih u barovima.

Upotreba djelomičnih pritisaka važi za slučaj ne baš visokih pritisaka (oko nekoliko bara). U slučaju visokih pritisaka potrebno je koristiti benzinsku begijust.

Kvantitativna karakteristika elektrohemijskog sustava je napon - potencijalna razlika je pravilno otvoreni krug, što je potpuni učinak pojave potencijalnih skokova na svaku od heterogenih granica odjeljka.

Razmislite što je uzrokovalo izgled zrake potencijala na granici dionice faze.

U elektrostatiku se potencijal na ovom trenutku električnog polja naziva radom koji se mora izvršiti za prenos pojedinačnog "zamišljenog" napunjenosti iz beskonačnosti u vakuusku u ovu fazu.

Izraz "imaginarni" sugerira da preneseni trošak hemijski ne komunicira s fazom i da je rad prijenosa povezan samo sa elektrostatičkom interakcijom. Vrijednost ovog rada određuje interni potencijal - F.


Očito, prilikom prijenosa naplate ne iz vakuuma u fazu, a iz jedne faze do druge, također je potrebno utjecati na rad - prijenos i može se definirati kao razlika između odgovarajućih internih faza potencijala u odnosu na vakuum.

Zbog činjenice da se rad na naplati u električnom polju ne ovisi o putu prenosa slijedi:

φ 1.2 \u003d F - F (4.4.1)

Razlika u unutrašnjim potencijalima naziva se elektroplata - potencijal i označava φ (f).

Ne zamišljene su zamišljene optužbe u stvarnim procesima, ali stvarne (elektrone, joni). Prilikom prenošenja takvih čestica iz vakuuma u ovu fazu potrebno je i provesti posao. Međutim, u ovom slučaju se stvaraju sile elektrostatičke interakcije i snage hemijske interakcije stvarne čestice s fazom, što su u principu elektrostatičke, ali nisu ograničene na interakciju Coulob. Stoga je prijenos iz vakuuma do faze stvarne čestice povezan s troškovima električnog i hemijskog rada prijenosa.

Ovaj se rad obično naziva prijenosom ne jedne prave čestice, već i jedna se molitljiva čestica i naziva se električnim potencijalom faze

U ovoj je jednadžbi, hemijski rad povezan je s hemijskim potencijalom, a električnim sa unutarnjim f. Elektrohemijski potencijal mjeri se u džulama i karakterizira energetsko stanje nabijenih čestica u fazi.

Prilikom prenošenja jednog molitet pravih čestica iz faze u fazu, prijenos prijenosa može se okarakterisati razlikom u elektrohemijskim potencijalima:

= =

Proces nošenja čestica se nastavlja sve dok se u sistemu ne pojavi elektrohemijska ravnoteža u sistemu, a njihova razlika će biti nula = 0

Tada možete snimiti

Iz rezultirajućih izraza

Elektrohemijski potencijal ili μ je fizička vrijednost koja veže hemijski potencijal (μ) i električni potencijal (φ) određenog elektrohemijskog sustava od strane omjera:

A \u003d μ + e · φ

Za rastvorenu supstancu:

μ \u003d μ 0 + r * t * lnc + z * f * φ

μ 0 - Standardni hemijski potencijal ovisno o prirodi otapala.

C - koncentracija supstance

R - Konstanta gasa

T - temperatura

z - Ion Valence

F - Broj Faraday-a

φ - električni potencijal

Napišite recenziju o članku "Elektrohemijski potencijal"

Izvod koji karakterizira elektrohemijski potencijal

- Moda, Petrov? - pitao jednog.
- upita, brate, toplota. Sada neće odložiti ", rekli su drugi.
- Ne vidim ništa. Kako su pečeni sami! Ne vide; Oni, braća. Ima li pića?
Francuzi su zadnji odbojni. I opet, u savršenom mraku, tušinske puške, kao okvir okružen zujanjem pešadije, premješteni su negdje naprijed.
U mraku kao da je tečao nevidljivo, sumorna rijeka, sve je u jednom smjeru, zujajući se sa trgovinom, govoreći i zvuči kopita i točkova. Općenito, Buzz iz svih ostalih zvukova jasno su bili jajni i glasovi ranjenih u tami noći. Činilo se da su njihovi jajni ispunili sav ta tama koja okružuju trupe. Njihovi stenjanje i tama ove noći - bila je ista stvar. Nekoliko puta u pokretnoj gomili dogodilo se uzbuđenje. Netko se vozio sa izlaskom na bijelog konja i rekao nešto kako vozi. Šta si rekao? Gde sad? Stoji to Hvala, šta? - Pohlepa se čuje sa svih strana, a sva pokretna masa počela su se početi u ime sebe (može se vidjeti, prednji su se zaustavili) i šuškali su da je naređeno da je naređeno da ostane. Svi su se zaustavili kako su hodali, usred prljavštine.

Procesi elektrode. Koncept trkačkih potencijala i elektromotorne snage (EMF). Elektrohemijski lanci, galvanski elementi. Standardna vodonična elektroda, standardni potencijal elektrode. Klasifikacija elektrohemijskih lanaca i elektroda.

9.1 Elektrohemijski sistemi. Elektroda. Elektrohemijski potencijal. Apsolutni potencijali elektrode i elektromotorna snaga.

Međusobna transformacija električnih i hemijskih oblika energije javlja se u elektrohemijskim sistemima, uključujući:

    provodnici druge vrste - tvari sa jonskim provodljivošću (elektrolite).

    provodnici prve vrste su tvari elektroničke provodljivosti.

Na sučelju dviju faza, električni naboj se prenosi, i.e. Postoji potencijalni skok ().

Naziva se sustav koji se sastoji od kontaktiranja provodnika prvog i druge vrste elektroda.

Procesi koji se javljaju na granici odjeljcima faza provodnika I i II vrste u elektrodama nazivaju seprocesi elektrode .

Elektroda je sustav koji se sastoji od najmanje dvije faze.

Razmislite o tome kako se pojavljuje potencijalna šteta - potencijal elektrode - na granici metalnog rješenja soli ovog metala. Kada uranjate metalnu ploču u otopinu soli, neki od metalnih jona sa površine ploče mogu ići na otopinu pored površine ploče. Metal se ne naplaćuje, a elektrostatičke snage u nastajanju ometaju daljnji protok ovog procesa. Sistem uspostavlja ravnotežu. Mogući je obrnuti proces prijelaza metalnih kationa iz otopine na ploču. Ovi procesi dovode do pojave dvostrukog električnog sloja i skoka u potencijalu.

Smjer procesa prijenosa metalnih jona određuje se omjerom elektrohemijskih potencijala jona ( ) U fazi rešenja i kondenziranoj fazi. Proces prelazi na izravnavanje elektrohemijskih potencijala u dvije faze.

Elektrohemijski potencijal sastoji se od dva pojma

=
.

m Chem. - Hemijski potencijal koji karakterizira hemijsku reakciju na promjenu u okruženju ove čestice.

m EL - Električna komponenta elektrohemijskog potencijala ili potencijalne energije električnog polja koji karakterizira odgovor na električno polje.

Za određenu raznolikost nabijenih čestica (i)

gde

z. i. - Naplata iona,

domaći potencijalOdgovaraju radu prijenosa elementarne negativnog naboja iz beskonačnosti u vakuumu u vakuumu faze.

Elektrotemijski sistem ravnoteže Karakterizira ga jednakost elektrohemijskih (i ne hemijskih) potencijala optuženih čestica u različitim fazama.

U sistemu ravnoteže, otopina (i) / Metal (II), imamo:

.

U sistemu ne ravnoteže, rad prijenosa jednog MOL-EQ-a. Ioni iz faze I u II fazi su jednaki

.

Od tada

U ravnoteži uzimajući u obzir (1), imamo:

,

gde
- Skoči na granicu fazne odjeljka (apsolutni potencijal elektrode). Označiti

,

gde
- Potencijalni skok na granici odjeljka faze kada ali i. = 1 (standardni potencijal elektrode).

Standardni potencijal je vrijednost karakteristična za ovaj postupak elektrode. To ovisi o temperaturi i prirodi elektrode. Zatim za elektrodu tipa mene z + / me:

. (1)

Potencijalni skok javlja se na granici odvajanja dva rješenja, ovaj difuzijski potencijal
.

Općenito (za bilo koju vrstu elektroda):

(2)

ili za 298 k

Treba imati na umu da ako se plinovi obučavaju u reakciji elektrode, aktivnost se uzima jednaka djelomičnom pritisku; za kondenzovanu fazu stalnog sastava sastava, ali=1.

Jednadžbe (1), (2), pozvane jednadžbe Nernsta za potencijal elektrode. Razlika električnih potencijala može se mjeriti samo između dvije točke iste faze gdje μ i. = konst.. Kad se osnovno naboj premješta između dvije tačke u različitim fazama, osim električnog, rada mora se izvesti u vezi s promjenom kemijskog naboja. Vrijednost ove hemijske komponente rada nije podložna definiciji, stoga apsolutna vrijednost potencijala elektrode
nemoguće je izmjeriti. Eksperimentalni način može odrediti samo vrijednost elektroplativnog elementa koja se sastoji od dvije elektrode.

Pravila za snimanje elektroda i elektrohemijskih lanaca.

Sustavi koji se sastoje od dvije ili više elektroda povezanih na poseban način i sposobni za proizvodnju električnog rada, i.e. služi kao izvor električne energije, nazivaju se elementi elektroplata.

Električna snaga galvanskog elementa (EMF GE) Ovo je zbroj skokova potencijala elektrode na svim granicama fazne particije u ravnotežnom stanju (struja u vanjskom lancu je nula).

a) Za elektrode su usvojeni sljedeći propisi zapisa za elektrode: tvari u otopini su navedene ulijevo od vertikalne funkcije, tvari koje tvore drugu fazu (plin ili čvrstu).

Ako jedna faza sadrži nekoliko tvari, njihovi su likovi odvojeni zarezima.

Na primjer,


.

Jednadžba reakcije elektrode za zasebnu elektrodu piše se tako da su tvari u oksidiranim i elektronima na lijevoj strani, s desne strane - tvari u obnovljenom obliku:

,

,

.

b) prilikom snimanja elemenata elektroplata s lijeve strane, elektroda ima negativniji potencijal; Rješenja oba elektroda odvojena su jedna od druge s vertikalnom isprekidanom linijom ako su u kontaktu jedni s drugima, a dvije čvrste linije, ako se slani most nalazi između rješenja, na primjer, zasićenog CL rješenja, sa kojima se difuzija Potencijal se eliminira. Dakle, desno je uvijek naznačeno pozitivno nabijeno elektroda, s lijeve strane - negativno napunjeno.

Kao primjer elektrohemijskog lanca, uzmite u obzir galvanski element koji se sastoji od srebra

i bakar

elektrode ,. Shematski smatrani element piše se u sljedećem obrascu:

ako čvrsta vertikalna linija ukazuje na granicu odjeljka za metalno rješenje, a vertikalna isprekidana je granica rješenja rješenja.

Kao rezultat rada elementa na bakrenoj elektrodi, pojavit će se proces oksidacije:

,

i na srebrnoj elektrodi, proces oporavka:

.

Procesi oksidacije i oporavka u galvanskom elementu prostorno se razdvajaju.

Elektroda , koji teče oksidacijski proces, zvani anoda (
).

Elektroda na kojoj teče proces oporavka, zvani katoda (
).

Pozvane su reakcije na katodu i anodu reakcije elektrode.

Ukupni hemijski proces koji teče u galvanskom elementu sastoji se od procesa elektrode i izražava se jednadžbama:

Ako se procesi elektrode i hemijska reakcija u galvanskom elementu mogu izvesti u direktnom (kada se element) i obrnuto (kada se električna struja prođe kroz element), tada se nazivaju elektrode i galvanski element reverzibilan.

Ubuduće će se uzeti u obzir samo reverzibilne elektrode i elemente elektroplata.

Slični članci

2021 AP37.Ru. Vrt. Ukrasne grmlje. Bolesti i štetočine.