Лекція №13. Основи електрохімії

Основні питання:

1. Електрична провідність розчинів електролітів.

2. Фізико-хімічні методи дослідження: кондуктометрія, потенціометрія, вольтамперометрія.

3. Електрофізичні методи обробки харчових продуктів.

Електрохімія – розділ хімії, що вивчає закономірності хімічних перетворень при взаємодії електричного поля з речовиною та електричних явищ при хімічних реакціях. Електрохімія встановлює механізми процесів і явищ, що відбуваються на межі поділу фаз за участю заряджених частинок, у тому числі електричних явищ у живих організмах.

Класифікація електрохімічних процесів:

8 виникнення різниці потенціалів і одержання електричної енергії за рахунок хімічних реакцій (гальванічні елементи, корозія, нанесення електрохімічних покрить);

8 виникнення хімічних реакцій під дією електричного струму (електроліз).

Типи носіїв електричного струму (провідники):

1. Провідники першого роду. Носіями електрики є електрони. Належать метали.

2. Провідники другого роду. Носіями електрики є іони (іонна провідність) – катіони та аніони. Належать розчини і розплави електролітів.

Закон Ома: сила струму І в провіднику обернено пропорційна його опору R.

,

де І – сила струму, А;

Δφ – різниця потенціалів, В;

R – опір провідника, Ом.

Електрична провідність – величина, що характеризує здатність речовини проводити електричний струм. Позначається α. Одиниці вимірювання в системі СИ: сименс (См) або Ом^-1.

Якщо опір провідника R, електрична провідність провідника дорівнює: .

Опір однорідного провідника пропорційний його довжині і обернено пропорційний площі його розрізу:

де l – довжина провідника, м;

S – площа розрізу, м²;

ρ – питомий опір матеріалу провідника, Ом·м.

Питома електрична провідність – величина, обернена до питомого опору провідника:

Питома електрична провідність характеризує матеріал провідника, численно дорівнює провідності речовини, заключеної в об’ємі між двома електродами, що знаходяться на відстані 1м і площею 1м².

,

де S – площа електродів, м²;

l – відстань між електродами, м;

R – опір речовини між електродами, Ом.

Електрична провідність розчину залежить від концентрації речовини у розчині. Тому для порівняння здатності різних електролітів проводити електричний струм використовують молярну електричну провідність.

Молярна електрична провідність розчину – величина, вимірювана електричною провідністю об’єму розчину, що містить 1 моль еквівалента речовини і заключного між електродами, що знаходяться на відстані 1м.

,

де λ_v – молярна електрична провідність розчину, Ом^-1·м^-2·моль^-1;

χ – питома електрична провідність, Ом^-1 ·м^-2·моль^-1;

C –концентрація кількості речовини еквівалента, моль/л.

Зв’язок молярної електричної провідності з питомою електричною провідністю виражається рівнянням:

,

де V_m – розведення розчину, чисельно дорівнює його об’єму в літрах, в якому міститься 1 моль речовини еквівалента електроліту: .

Дата добавления: 2013-12-14