Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Глава 11. Электрохимия. Гальванические элементы





 

После изучения этой главы вы должны знать:

- механизм возникновения двойного электрического слоя на границе раздела фаз;

- химические источники тока: гальванические элементы и аккумуляторы;

- устройство стандартного водородного электрода и измерение с его помощью потенциалов электродов;

- стандартные и нормальные (равновесные) потенциалы, ряд стандартных электродных потенциалов, уравнения Нернста, расчет ЭДС гальванических элементов.

 

При погружении металлической пластинки в раствор соли этого же металла на поверхности металла образуется двойной электрический слой:

а) если металл активный или средней активности (Zn, Fe, Sn и др.), то часть его атомов переходит в ионы, металлическая пластинка заряжается отрицательно, катионы Ме притягиваются к ней (рис. 14а);


б) если металл малоактивен (слабый восстановитель), то его катионы из раствора - сильные окислители - забирают электроны металлической пластинки и оседают на ее поверхности. Пластина, при этом, заряжается положительно и притягивает к себе анионы из раствора (рис. 14б).

Рис. 14. Образование двойного слоя и электродного потенциала на границе металл /раствор

Разница потенциалов, возникающая в двойном электрическом слое на границе металл /раствор, называется электродным потенциалом. Измерить потенциал отдельного электрода невозможно, поэтому для измерения потенциалов используют гальванические элементы.

Для измерения стандартных потенциалов металлическую пластинку, погруженную в раствор собственной соли с концентрацией ионов металла 1моль/л, соединяют со стандартным водородным электродом. Стандартный водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, насыщенную газообразным водородом и погруженную в 1 М раствор HCl при t=250 C, P=1 атм. Потенциал стандартного водородного электрода условно равен нулю. Разность потенциалов между металлом и стандартным водородным электродом называется стандартным электродным потенциалом0). Металлы, расположенные в порядке возрастания Е0, составляют электрохимический ряд напряжений металлов (ряд стандартных электродных потенциалов).

Этот ряд характеризует окислительную способность катионов металлов и восстановительную способность атомов металлов. Электродный потенциал зависит от природы металла, концентрации его катионов в растворе, температуры.

При непосредственном контакте двух металлов в растворе электролита образуется гальванический элемент – прибор, в котором энергия химической реакции окисления-восстановления превращается в электрическую (рис 15). Гальванические элементы используются как химические источники электроэнергии.

Рис. 15. Медно-цинковый гальванический элемент

Схематически гальванический элемент изображается так:

(анод) Zn / ZnSO4 // CuSO4 / Cu (катод)

Анод – более активный металл (с меньшим электродным потенциалом) будет отдавать свои электроны менее активному металлу:

Zn0 - 2e ® Zn2+

восстановитель

Катод – менее активный металл(с большим электродным потенциалом), на поверхности которого идет восстановление окисленных ионов из раствора:

Cu+2 + 2e ® Cu0

окислитель

Суммарное уравнение: Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4

Гальванический ключ необходим для сохранения поляризации электродов (разности потенциалов). По нему производят отвод избыточного заряда, накапливаемого в процессе работы гальванического элемента.

Стандартную ЭДС гальванического элемента можно вычислить по разности стандартных электродных потенциалов окислителя и восстановителя:

ЭДС0 = Е0 ок-ля – Е0 вос-ля = Е0 cu2+/cu – E0 zn2+/zn = 0,34-(-0,76) = 1,1 В

Если реакция идет не в стандартных условиях, то электродные потенциалы металлов рассчитываются по формуле Нернста:

Е Ме+n/ Ме = Е0Ме+n/ Ме + 0,059/n lgCМеn+, при t =25 0C

ЕМе+n/ Ме – электродный потенциал металла; Е0 Ме+n/ Ме – стандартный электродный потенциал металла; С Меn+ – концентрация ионов металла в моль/л; n- число переданных электронов.

Date: 2015-05-09; view: 774; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.008 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию