Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2017-12-10 | 181 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Поскольку электродный потенциал металла зависит от концентрации ионов металлов в растворе, можно составить концентрационные гальванические элементы.
При этом пластина металла, погруженного в более разбавленный раствор соли, будет обладать более низким потенциалом и выполнять роль анода. Пластина, погруженная в более концентрированный раствор, выступает в роли катода.
Например: рассчитать ЭДС концентрационного гальванического элемента:
A(-) Ni / NiCl2 // NiCl2 / Ni K(+)
0,00001М 1М
Рассчитаем потенциал никелевой пластины, погруженной в 0,00001М раствор хлорида никеля по уравнению Нернста:
eNi/Ni2+ = e◦ + ∙ lg [ Ni2+ ] = - 0,25 + ∙lg10-5-0,25 +0,029∙(-5) = -0,25+(-0,145) = -0,395B = -0,39B.
Потенциал никелевой пластины, погруженной в 1М раствор соли, равен стандартному электродному потенциалу никеля(-0.85).
Следовательно, ЭДС = Eк – Eа = -0,85 – (-0,39) = 0,14В.
5.4. Электрохимический ряд напряжений металлов. Зависимость электродных потенциалов от концентрации. Уравнение Нернста. Использование таблиц окислительно-восстановительных потенциалов для определения направления окислительно-восстановительных реакций. Расчет энергии Гиббса окислительно-восстановительных процессов по ЭДС гальванического элемента. Практическое использование гальванических элементов.
Если расположить металлы в порядке возрастания их потенциалов, получим ряд стандартных электродных потенциалов, который дает количественную электрохимическую характеристику металла (т.е. активность металлов в растворах).
1.Чем меньше величина электродного потенциала, тем большей восстановительной способностью обладает атом металла (легче отдает валентные электроны).
Ме – ne = Меn+.
Следовательно, чем больше величина электродного потенциала, тем больше способность ионов металлов восстанавливаться до атома.
|
Меn+ + ne = Ме.
2.Каждый предыдущий металл, т. е. расположенный в ряду напряжения левее или имеющий меньший стандартный потенциал, вытесняет последующие металлы из водных растворов их солей.
3.Все активные металлы, т.е. расположенные в ряду до водорода, вытесняют водород из кислот, где он выполняет функцию окислителя (HClразб. и конц.; H2SO4 разб.).
4.Большой энергией гидратации иона Li(-515 кДж/г-ат) обусловливается высокоотрицательное значение его потенциала (Е0 = -3,045 B) в сравнении с Na, K и даже Cs (E0 = - 2,923 B).
Величина электродного потенциала зависит:
• от природы металла;
• концентрации катионов;
• температуры.
Количественно эта зависимость выражается уравнением Нернста:
e = e◦ + ∙ ℓn [Men+],
где е – равновесный электродный потенциал, В;
e◦ – стандартный электродный потенциал, В;
R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль0К);
T – температура, 0К;
n – число электронов, принимающих участие в процессе (равное заряду иона);
F – постоянная Фарадея, 96500 Кл/моль.
При температуре 25◦С (298 0К), подставляя значение RT/F и преобразовав ln[Men+] в lg[Men+], получим уравнение Нернста:
e = e◦ + 0,059 ∙ lg[Men+]/n.
Значения окислительно-восстановительных потенциалов в таблице:
Если Eок>Eв, то реакция идет →, если Еок< Ев, то в обратную сторону ←(справа налево).
Еок и Ев - окислительно - восстановительные потенциалы систем.
Работа гальванического элемента, протекающая обычно в изотермических условиях, т.е. при постоянном давлении и температуре, является само произвольным процессом. Поэтому в ходе его происходит уменьшение энергии Гиббса (Δ G), равное максимальной работе элемента (Ам)
Ам = nFE0,
где Е0 – стандартная ЭДС гальванического элемента.
Ам = – ΔG,
где ΔG0 – энергия Гиббса в стандартных условиях.
–ΔG0 = nFE0,
Е0 = –ΔG0/nF.
Используя табличные значения ΔG0 для веществ - участников реакций, можно рассчитать энергию Гиббса и ЭДС для любой окислительно-восстановительной системы.
|
Применение гальванических элементов:
· Батарейки используются в системе сигнализации, фонарях, часах, калькуляторах, аудиосистемах, игрушках, радио, автооборудовании, пультах дистанционного управления.
· Аккумуляторы используются для запуска двигателей машин, возможно так же и применение в качестве временных источников электроэнергии в местах, удаленных от населенных пунктов.
· Топливные элементы применяются в производстве электрической энергии (на электрических станциях), аварийных источниках энергии, автономном электроснабжении, транспорте, бортовом питании, мобильных устройствах.
|
|
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!