Понятие об электродном потенциале. Причины его возникновения. Двойной электрический слой. — КиберПедия 

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Понятие об электродном потенциале. Причины его возникновения. Двойной электрический слой.

2017-10-11 306
Понятие об электродном потенциале. Причины его возникновения. Двойной электрический слой. 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

 

Восстановительную активность металла отражает его положение в ряде стандартных электродных потенциалов металлов.

При погружении металла в раствор происходит сложное взаимодействие. На границе металл-раствор возникает двойной электрический слой. Т.е. между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным потенциалом или потенциалом электрода.

При некотором значении электродного потенциала скорость прямого процесса становится равной скорости обратного процесса и устанавливается равновесие. Потенциал, устанавливающийся в условиях равновесия называется равновесным электродным потенциалом φ(Me+n/Me)

Электродный потенциал каждого электрода зависит от природы металла, концентрации его ионов в растворе и температуры.

 

Факторы, влияющие на величину электродного потенциала. Уравнение Нернста.

Электродный потенциал каждого электрода зависит от природы металла, концентрации его ионов в растворе и температуры.

Для условий отличных от стандартных электродный потенциал вычисляется по формуле Нернста:

φ(Me+n/Me)= φ0(Me+n/Me)+RT/nF * ln[Me+n]

где φ(Me+n/Me) – равновесный электродный потенциал, φ0(Me+n/Me) – стандартный электродный потенциал, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура, n – число отданных (принятых) электронов, F – число Фарадея, [Me+n] – концентрация ионов металла в растворе.

Если упростить, то формула Нернста преобразуется:

φ(Me+n/Me)= φ0(Me+n/Me)+0,059 lg[Me+n]/n

 

Гальванический элемент. ЭДС гальванического элемента.

 

При любой ОВР происходит переход электронов от восстановителя к окислителю. электронов от восстановителя к окислителю. Устройства, в которых химическая энергия ОВР превращается в электрическую, называются химическими источниками тока или

гальваническими элементами.

Процессы окисления в электрохимии называют анодными процессами, а электроды, на которых они протекают ‐анодами.

Процессы восстановления в электрохимии называют катодными процессами, а электроды, на которых они протекают –катодами.

Максимальная разность потенциалов электродов,которая может быть получена при работе гальванического элемента, называется ЭДС элемента. Она равна разности равновесных потенциалов катода и анода: ЭДС= φк–φа.

Чем больше отличаются металлы по величине стандартного электродного потенциала, тем больше ЭДС гальванического элемента, построенного из этих металлов.

 

Гальванический элемент Даниэля-Якоби. Концентрационный гальванический элемент.

 

Гальванический элемент Даниэля-Якоби – цинковый электрод погружен в раствор ZnSO4, а медный электрод – в раствор CuSO4.Растворы отделены друг от друга пористой перегородкой, препятствующей их смещению.

На обоих электродах образуются двойные электрические слои и устанавливается равновесие.

Так как цинк более активен, он зарядится более отрицательно по сравнению с медью. Если электроды соединить проводником, то электроны будут перемещаться от цинка к меди.

В процессе работы элемента происходит растворение цинкового элемента и осаждение меди из раствора на медном электроде:

Zn0-2e→Zn+2

Cu+2+2e→Cu0

Чтобы элемент работал, цепь должна быть замкнутой. Перенос тока в растворе осуществляется ионами.

Можно составить гальванический элемент, соединив два электрода из одного металла, если концентрация их солей различна. Такой элемент называют концентрационным.

В основе работы такого элемента лежит стремление к самопроизвольному выравниванию концентраций. Электроны переносятся от электрода с более разбавленным раствором соли(анод) к электроду с более концентрированным раствором (катод).

 

 

Электролиз. Основные понятия. Электролиз расплавов солей.

 

Электролиз – ОВ процесс, протекающий на границе электрод-электролит при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита.

Результат электролиза зависит от:

- природы электролита

- природы электрода

 

Если в расплав электролита, например NaCl, погрузить инертные электроды и пропустить ток, то ионы будут двигаться к электродам: катионы натрия к катоду, анионы хлора к аноду. Натрий восстанавливается, хлор окисляется. На катоде натрий, на аноде хлор.

 

Окислительный процесс на катоде зависит от природы электролита, но не зависит от материала.

 

  1. катионы малоактивных металлов полностью восстанавливаются на катоде

 

Me+n+ne→Me0

 

  1. катионы активных металлов

 

(от Li до Al) не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются либо молекулы воды, либо катионы водорода

 

2H2O + 2e → H2↑ + 2OH- - в нейтральной и щелочной среде.

2H+ + 2e → H2↑ - в кислой среде.

 

  1. катионы металлов средней активности

 

(от Ti до H) восстанавливаются одновременно с молекулами воды.

 

Me+n + ne → Me0

2H2O + 2e → H2↑ + 2OH – в нейтральной и щелочной

2H+ + 2e → H2↑ - в кислой среде

 


Поделиться с друзьями:

Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...



© 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!

0.009 с.