Содержание
- 2. Процессы, протекающие на границе электрод-раствор, называются электродными и занимают центральное место во всей электрохимии. В зависимости
- 3. Электродный потенциал возникает в биосистемах, как и в любых системах, имеющих контакт двух фаз. Это относится
- 4. Это электрохимические устройства, разделенные мембраной и чувствительные (селективные) к определенным ионам. В них возникает мембранный потенциал
- 5. 2) Мембранные потенциалы характеризуются не только разностью концентраций электролита по обе стороны мембраны, но и разностью
- 6. 3.1. Двойной электрический слой (ДЭС). Уравнение Нернста Рассмотрим процессы, происходящие при помещении любого металла в раствор
- 7. Рассмотрим границу раздела фаз металлического Zn с раствором ZnSO4 Химические потенциалы ионов цинка в металле оказываются
- 8. На границе любых двух фаз самопроизвольно возникает двойной электрический слой и, следовательно, появляется скачок потенциала
- 9. - - - - - - На границе металл – раствор возникает двойной электрический слой +
- 10. Система ДЭС подобна плоскому конденсатору. На границах, как и в плоском конденсаторе, возникает скачок потенциала, как
- 11. Уравнение Нернста Выразим из уравнения (3.2) скачок потенциала : выражение является постоянной величиной и обозначается: Тогда
- 12. На границе металлической меди и раствора CuSO4 реализуется другой случай возникновения ДЭС: (3.4) В результате: Ионы
- 13. Строго говоря, равновесие между заряженными частицами в двух фазах должно определяться равенством НЕ химических, а электрохимических
- 14. Распределение скачка потенциала В реальных системах, двойной электрический слой (ДЭС) состоит из двух частей – плотной
- 15. Если считать ДЭС плоским конденсатором, то распределение скачка потенциала, в зависимости от расстояния, является линейным (рис.5а).
- 16. 3.2. Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента Основа работы гальванических элементов: Самопроизвольные процессы образования ДЭС Возникновения скачка
- 17. Гальванический элемент Даниэля – Якоби Выводы: Элемент является обратимым Цинковая пластина растворяется На медной пластине осаждаются
- 18. Как работает гальванический элемент ____________ _ _ _ _ _ _ _ _ Cu2+ +2e →
- 19. Основные элементы электрохимической (гальванической) цепи: металлические электроды (проводники I рода) растворы или расплавы электролитов (проводники II
- 20. Форма записи гальванических цепей Записывают металл отрицательного электрода. Одной вертикальной чертой обозначают границы фаз между металлом
- 21. Электродвижущая сила - основная характеристика элемента. Электродвижущая сила элемента (ЭДС) - это алгебраическая сумма всех скачков
- 22. Разность потенциалов на концах правильно- разомкнутого элемента называется электродвижущей силой этого элемента Е = φ11 –
- 23. + - + - + - + - + - + - Fe раствор FeCl3 Fe3+
- 24. Величину диффузионного потенциала можно снизить заполнением электролитического ключа насыщенным раствором KCl. При этом одна граница раздела
- 25. 3.3. Потенциалы электродов. Система знаков Для практических расчетов достаточно знать НЕ абсолютные величины потенциалов, а лишь
- 26. Химическую реакцию, протекающую в элементе, составленном из измеряемого и водородного электродов, принято записывать так, чтобы: на
- 27. Если реакция в элементе протекает в противоположном направлении, то потенциал электрода – отрицателен. Реакция с участием
- 28. Ряд напряжений стандартных потенциалов Ряд напряжений – значения стандартных потенциалов, расположенные в порядке их возрастания. Ряд
- 31. В общем случае, ЭДС элемента рассчитывают по уравнению Нернста для элемента: (3.6) где и - активности
- 32. 3.4. Термодинамика гальванического элемента. Измерение ЭДС. Компенсационный метод измерения ЭДС позволяет: проводить измерение при минимальном прохождении
- 33. Примечание: Измерение ЭДС вольтметром с низким уровнем внутреннего сопротивления вызывает значительный ток, протекающий через прибор; При
- 34. Термодинамические функции Методы измерение ЭДС позволяют определить: максимальную работу тепловой эффект реакции константу равновесия изменение энтропии
- 35. Изменение энергии Гиббса: Изменение энтропии: (3.9) где -температурный коэффициент ЭДС Уравнение Гиббса – Гельмгольца: Используется для
- 36. Уравнение изотермы Вант – Гоффа: При стандартных условиях, имеет вид: (3.12) Константа равновесия химической реакции: С
- 37. 3.5. Классификация электродов
- 38. электроды 1-ого рода 2-ого рода окислительно-восстановительный Pb | Pb2+ Pb раствор Pb(NO3)2 Ag AgBrтв. раствор KBr
- 39. Электроды первого рода: Определение: Электроды, потенциал которых определяется концентрацией катионов или анионов, называются электродами первого рода.
- 40. 2. Электроды второго рода: Определение: Электроды, представляющие собой систему, в которой металл покрыт слоем труднорастворимой соли
- 41. Обратимость электродов второго рода Пример: Обратимость хлорсеребряного электрода, по отношению к ионам серебра, определяется электродным равновесием:
- 42. В таком случае, потенциал электрода примет вид: или (3.15) Уравнение отражает обратимость электрода к анионам. При
- 43. Хлорсеребряный электрод-электрод сравнения В насыщенном растворе KCl при температуре 25оС потенциал хлорсеребряного электрода φ = 0,22
- 44. Электроды 2 рода Условная запись: Ag, AgCl│Cl- Электродная реакция: AgCl↓ + ē ↔ Ago + Cl-
- 46. 3.Окислительно-восстановительные (Ox-Red) электроды: На любом электроде протекает окислительно-восстановительная полуреакция: В реакции участвует одно и то же
- 47. Если металл является инертным, то такие электродные системы называются окислительно-восстановительными электродами. Примечание: Инертные металлы не участвует
- 48. Пример: Если поместить платиновую пластинку в раствор, содержащий ионы и ; То ионы , обладая окислительной
- 49. Потенциал окислительно-восстановительного электрода рассчитывается по уравнению Нернста: (3.16) где - число зарядов, участвующих в электродной реакции.
- 50. Газовые электроды Среди окислительно-восстановительных электродов выделяют газовые электроды. Газовыми электродами называют системы инертных металлов ( ,
- 51. Пример: водородный электрод, на поверхности которого устанавливается равновесие (рис8). Потенциал водородного электрода равен: (3.18) Примечание: принято
- 52. Таким образом, потенциал водородного электрода: (3.19) Переходя к десятичным логарифмам при Т=298К получаем: (3.20) если ,
- 53. Водородный электрод (Pt) H2 | H+ Потенциал нормального водородного электрода принимают равным нулю при всех температурах.
- 54. (Pt) H2 l H+ ll Cl- l Hg2Cl2,Hg (Pt)
- 55. 3.6 Классификация элементов. Диффузионный потенциал.
- 56. Классификация элементов по источнику электрической энергии Примечание: Источником электрической энергии, для химических элементов, является химическая реакция.
- 57. Химический гальванический элемент
- 58. Концентрационные элементы - элементы, в которых источником электрической энергии служат процессы выравнивания концентраций растворов. Пример: Если
- 59. Концентрационные электрохимические элементы (Pt)Hg, Hg2Cl2│Cl-(1,5моль/л)|│Cl-(0,5моль/л)│Hg2Cl2,Hg(Pt) ртуть Раствор KCl каломель Hg2Cl2 (Pt)Hg, Hg2Cl2│Cl- Pt C=0.5моль/л С=1,5моль/л
- 60. На границе двух растворов возникает диффузионный потенциал. Ионы, обладающие большей подвижностью, диффундируют раньше. В результате, на
- 61. Если , то более разбавленный раствор зарядится положительно, а жидкостная граница со стороны более концентрированного раствора
- 62. Примечание: На границах раздела растворов различных электролитов расчет диффузионного потенциала более сложен. Если электролиты имеют общий
- 63. Элементами с переносом ионов называются гальванические элементы, имеющие жидкостную границу. Элементами без переноса ионов называются гальванические
- 64. Пример: Гальванический элемент без переноса ионов Рассмотрим элемент, составленный: из водородного и хлорсеребряного электродов, погруженных в
- 65. Сухие элементы Анодом в сухом элементе служит цинковая оболочка 1, а катодом - графитовый стержень 2,
- 66. Ионообменные электроды
- 67. Аккумуляторы Свинцовый аккумулятор: состоит из свинцовых анодов и катодов в виде свинцовой решетки, заполненной оксидом свинца(IV).
- 68. Топливные элементы В топливном элементе протекает реакция окисления топлива или продуктов его переработки (водорода, оксида углерода,
- 69. По словам инженеров компании Canon, на 0,6 кубический сантиметр топливного элемента приходится один Вт·ч. То есть,
- 70. + + + + - - - - Zn| раствор электролита |Cu При электрохимической коррозии: более
- 71. Оцинкованное железо Железо покрыто слоем цинка. (-) Zn|электролит|Fe(+) Цинк – анодное покрытие анод е
- 74. Скачать презентацию