Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2017-11-22 | 210 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Возможность самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций определяется знаком энергии Гиббса.
В общем виде окислительно-восстановительную реакцию записывают следующим образом:
Ох + z ® Red;(6.3)
(6.4)
где – стандартный окислительно-восстановительный потен-циал при ; – активности соответственно окис-лителя и восстановителя.
Рассмотрим реакцию
2KMnO4+5NaNO2+3H2SO4 →2MnSO4+5NaNO3+K2SO4+3H2O; (6.5)
MnO + 5 + 8H+ → Mn2+ + 4H2O; (6.6)
окисл.
NO – 2 + H2O → NO + 2 H+; (6.7)
восст.
, (6.8)
(6.9)
jокисл. > jвосст.; D G < 0.
Значит, эта реакция протекает самопроизвольно.
Рассмотренная выше реакция, протекающая в кислой среде (рН<7), при изменении рН среды сопровождается образованием совершенно иных продуктов (при рН» 7 образуется MnO2 бурого цвета, при рН > 7 MnO переходит в MnO , где ион марганца шестивалентен). В ряде случаев окислительно-восстановительные реакции протекают без участия ионов и молекул воды.
Химические источники тока. При погружении металла в раствор его собственной соли устанавливается равновесие
Ме Ме z + + z ,
которое характеризуется электродным потенциалом , определяющим меру окислительно-восстановительной способности металла в растворе электролита (уравнение Нернста)
(6.10)
где величина 0,059 В относится к Т = 298 К.
Для измерения электродного потенциала металла, опущенного в растворы с определенной концентрацией его соли, используют электроды сравнения, электродный потенциал которых постоянен и не меняется при изменении поляризации.
В качестве электрода сравнения используют следующие (приводятся токообразующие реакции):
хлорсеребряный электрод:
AgCl + Ag + Cl ;
|
каломельный электрод:
Hg2Cl2 + 2 2Hg + 2Cl ;
ртутно-оксидный электрод:
Hg2O + 2 + H2O 2Hg + 2OH .
Для хлорсеребряного электрода потенциал при 298 К равен 0,202 В (раствор KCl насыщ.).
Электродвижущая сила (ЭДС) составит:
ЭДС = φокисл – φвосст = . (6.11)
Электролиз. Электролизом называются окислительно-восстановительные процессы, происходящие раздельно на электродах при протекании через раствор или расплав электролита электрического тока. В электролизере имеется два типа электродов: катод (-), подключенный к отрицательному полюсу источника тока, и анод (+), подключенный соответственно к положительному полюсу.
Электролиз подчиняется закону Фарадея:
, (6.12)
где m – количество вещества, выделяющегося на электродах; I – ток, А; t – время, с; Эхим. – химический эквивалент; F – число Фарадея (96500 Кл.моль-1).
Отношение Эхим. /F – электрохимический эквивалент, масса вещества, выделяющегося на электродах при пропускании 1 кулона электричества.
Выход по току (ВТ) – отношение m практ. на электроде к m теор. по закону Фарадея
. (6.13)
Кинетика электродных процессов. При прохождении тока электродные потенциалы анода сдвигаются в область более положительных значений (анодная поляризация), а катода – в область более отрицательных значений (катодная поляризация) (рис. 6.1).
Величина сдвига потенциала от равновесного значения – перенапряжение h.
Рис.6.1
Поэтому напряжение электролизера всегда больше равновесного значения электродвижущей силы и включает значение поляризации на электродах, омического падения напряжения в электролите I·r 1 и в проводниках первого рода I·r 2
U = ЭДСравн. + jполяр. + I (r 1 + r 2). (6.14)
Плотность тока i = I/S (A/см2).
Потенциал катода при плотности тока i составляет
j i к = jравн. – hк. (6.15)
Потенциал анода при плотности тока i составляет
jia = jравн. + hа . (6.16)
Причиной сдвига потенциала от равновесного значения (перенапряжение) является концентрационная (Djконц.), химическая (Djх), электрохимическая (Δjэл.х) поляризация:
|
Djконц.(h) = , (6.17)
где с 1 – концентрация у электрода; с 2 – концентрация в глубине раствора.
Химическая поляризация обусловлена протеканием вторичных химических процессов окисления, солеобразования на электродах.
Электрохимическая поляризация Djэл.х – замедленность электродной реакции окисления или восстановления.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© 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!