Гальванические элементы. Влияние температуры на равновесие

Влияние температуры на равновесие. Изобара Ван Гоффа.

Билет №9

Классификация электродов. Электроды 1, 2 рода.

a. Электроды первого рода.

b. Электроды второго рода.

c. Газовые электроды (водородные).

d. Окислительно-восстановительные электроды.

1. Электроды первого рода: металл, опущенный в раствор своей соли.

Ag| AgNO3

Fe| FeCl2

У электродов первого рода величина j зависит только от концентрации ионов металла в растворе.

2. Электроды второго рода: металл, покрытый своей труднорастворимой солью и опущенный в раствор, анион которого ClSO4 одинаковый с анионом соли.

Ag, AgCl | KCl

Hg, Hg2SO4 | H2SO4

Электроды второго рода отличаются электродной реакцией.

AgCl+e=Ag⁰+CL^-

Реакция между металлом и его труднорастворимой соль, поэтому j стабильный и почти не зависит от силы, проходящего через них тока.

Эти электроды используют в качестве электродного сравнения.

Потенциал электрода второго рода зависит только от концентрации аниона.

Влияние температуры на Кр. Зависимость описывается изобарой Ван Гоффа.

dlnKp/dt=DH/RT²

Влияние различных факторов на смещение равновесия описывается принципом Ле Шателье

Если на систему, находящуюся в равновесии извне действует сила, то равновесие смещается в том направлении, которое ослабляет приложенное воздействие. Поэтому при повышении температуры равновесие будет смещаться в сторону эндотермической реакции.

Разделим переменные и проинтегрируем уравнения изобары Ван Гоффа

_LnKp1ò ^LnKp2lnKp=_T1ò^T2DH*dT/RT²

ln KT2/ KT1=(DH/R)(1/T1-1/T2)

Если известны значения двух Кр при двух температурах, то можно рассчитать среднее значение теплового эффекта.

Гальваническим элементом обычно называется устройство, состоящее из последовательно соединенных проводящих фаз с электронной ионной проводимостью.

(-) Zn/ZnSO4//CuSO4//Cu (+)

/ - граница раздела

Слева всегда в схеме указывается электрод, имеющий более отрицательный потенциал, справа более положительный.

В гальваническом элементе энергия получается за счет энергии химической реакции.

Zn-2e=Zn2+

Cu2+ + 2e=Cu0

Zn+Cu2+ = Zn2+ + Cu0

При изотермическом обратном проведении реакции измеряется разность потенциалов называющаяся электродвижущей силой гальванического элемента.

ЭДС=DE=E_Cu/_Cu2+- E_Zn/_Zn2+

Amax=DG= - n*FDE

n – число элементов реакции

Работа затрагивается на перенос n*F Кл электричества от одного электрона к другому, под действием разности потенциалов DE.

В рамках относительного изменения электродного потенциала можно рассчитать значение электродного потенциала при разных концентрациях и температурах.

Эти зависимости называются уравнением Нернста.

DG= - n*FDE

DG= DG0+RTln(Произвед. Спрод/Произвед. Сисх.в)

- n*FDE= - n*FDE⁰+ RTln(Произвед. Спрод/Произвед. Сисх.в)

E= E⁰- (RT/nF)*ln(Произвед. Спрод/Произвед. Сисх.в)

j=E

Уравнение Нернста, которое позволяет вычислить электродный потенциал в любых условиях.

Для практического пользования часто этому уравнению придают следующий вид.

Meⁿ⁺+ne = Me⁰Kp

EMen+/Me0= E⁰Men+/Me0– (0,0059/n)*lnCMen+

Дата добавления: 2015-04-24