Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Гальванические элементы




 

Гальванический элемент – это устройство, в котором химическая энергия окислительно-восстановительных реакций непосредственно преобразуетсяв электрическую. При этом процессы окисления и восстановления пространственно разделены, а перенос электронов осуществляется через внешнюю цепь.

Окислительно-восстановительные реакции протекают на электродах - системах, состоящих из металлов, погруженных в раствор или расплав электролита. Между металлической фазой электрода и раствором в приэлектродном пространстве происходит непрерывный обмен ионами, молекулами и электронами. В результате перераспределения зарядов на границе металл-раствор возникает двойной электрический слой, характеризуемый скачком потенциала.

Разность потенциалов между металлом и раствором называется электродным потенциалом. Состоянию электродного равновесия соответствует равновесный электродный потенциал. Все факторы, влияющие на химическое равновесие (природа металла, растворителя, концентрация, температура), определяют и величину электродного потенциала.

Стандартным электродным потенциалом (j0) называют потенциал металла, погруженного в раствор своей соли с концентрацией ионов 1 моль/л при температуре 298 К и давлении Р = 1,01325·105 Па. Ряд стандартных потенциалов (табл. 6) позволяет дать количественную характеристику электрохимической активности металлов. Чем меньше значение j0, тем больше восстановительные свойства металла.

Для вычисления значения электродного потенциала в условиях, отличных от стандартных, пользуются уравнением Нернста:

j = j0 + (29)

где Т - температура, К;

F – число Фарадея, равное 96500 Кл/моль;

R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль·К;

n – число электронов, принимающих участие в процессе;

концентрация ионов металла в растворе, моль/л.

Формулу Нернста можно упростить, приняв значение Т=298 К:

j = j0 + . (30)

Если два электрода соединить проводником, а растворы электрическим ключом, то образуется гальванический элемент (рис. 2).

Анодом является металл с меньшим электродным потенциалом (jА<jk ), и на нем происходит процесс окисления:

А MeA – m = Me (31)

При этом растворяется металлический электрод.

На катоде происходит процесс восстановления катионов электролита (если jме > -1,4 B):

K Me +n = Me (32)

Если j ме < -1,4B, то на катоде восстанавливается вода:

K 2H2O + 2 = H2­ + 2OH- (33)

Символическая запись (схема) гальванического элемента имеет вид:

А К, если jА< jК.

Таблица 5

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-25; Просмотров: 353; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.