Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Стандартен водороден електрод




Електродни потенциали и електродвижеща сила.

ЛЕКЦИЯ 12

Електромеханична система. Концепцията на електрода потенциал. Структурата на електрически двоен слой на електрод-решение. Измерване на електродните потенциали. Електрохимични клетки. Standard водороден електрод и водород потенциал мащаб. А броят на стандартните електродни потенциали. Зависимостта на капацитета на концентрацията на йони в разтвор. The електродвижеща сила на галванични клетки. Redox електроди.

Ако процесите на окисляване и редукция на пространствено разделени, след това реакция на редокси могат да бъдат използвани за производство на електрическа енергия. Такива устройства са посочени като химическите настоящите източници (HIT). Най-простият хит - галванична клетка (фигура 16.1.) - Представлява два съд, в който два електрода се поставят в разтвор на подходящи електролити са свързани сол мост (проводник на втория вид *) [1], което е стъклена тръба, напълнена с разтвор на електролита, катиони и аниони, които се характеризират със същата подвижност. Със затварянето на външната верига от първия тип на проводник започва реакция редокс, както се вижда от появата на електродвижеща сила (EMF).

Реакция CuSO 4 + Zn + = Cu цинков 4 в електрохимична версия е в основата на галванични Daniel Jacobi схема елемент, който

(-) Zn | Zn 2+ || Си2 + | Cu (+)

Той отразява съвременната нотация за електрохимични клетки. От лявата страна се записва Zn | Zn 2+ анод, където има излишък на електрони и процеса на окисление се извършва - отрицателния полюс (-). Right - Cu 2+ катодни | Cu - електродни липсват електрони, положителен (+). А вертикална линия показва секцията фаза между метала и електролитния разтвор. А двойно вертикална линия разделя анодното отделение от катода.

Електроните върху външната част на веригата, метален проводник, отдалечавайки се от отрицателния полюс на положителна. Схема външна верига, обикновено не са показани. В скоби са плюс и минус знаци показват, полюсите на електрода.

Помислете система от метал-метал-разтворител и електролит. В тези хетерогенни системи, в зависимост от естеството на метала и електролитни йони на преходен метал или разтвор на метални йони от разтвора върху металната повърхност. Тези процеси се определя от съотношението на енталпията на йонна отделяне от метална решетка (АН декември) и енталпията на хидратация на йони Mn на + ∙ SOLV (АН SOLV) .

В резултат на метала в електролит фаза се установява равновесие:



Ако концентрацията на метални йони в разтвора е по-малка от стойността на равновесие, след това металът се потапя в разтвор равновесни Измествания надясно, което води до отрицателен заряд на метал спрямо разтвора. Ако неактивен метал е потопен в разтвора на сол в концентрация по-голяма от равновесие прехода възниква от разтвор на йони на метал, положително заредени (фиг. 16.2). Във всеки случай има електрически двоен слой, и там е една електрическа потенциална разлика или галваничен потенциал. Система, състояща се от метален потапя в електролитен разтвор, електродът се нарича, че е електроди в електрохимията - система от две проводящи тела: два проводника и един вид.

Фигура 16.1. Клетъчната-Якоби Даниил

Абсолютната стойност на потенциалната разлика в интерфейса на две фази с различна природа "metall│elektrolit" не може да бъде, но е възможно да се измерва разликата в потенциала между два електрода.

Стойностите на електродни потенциали са определени по отношение на определен потенциал електрод обикновено се приема като нула. Така референтен електрод водород е избран при стандартни условия. устройство му е, както следва: платинен електрод, покрит с фин платина (черна платина), потопена в разтвор на сярна киселина с водороден йон дейност на 1 мол л -1 ∙, издухан от поток от газ водород при налягане от 100 кРа; При тези условия и при Т = 298 К

Фигура 16.2 Схема електрически двуслойни (а) и (б); зарежда разпределение в по-голямата част от електролита (и).

Черна платина абсорбира водород, който реагира с електрохимично Н + съгласно уравнението

За електрохимичната клетка

(-) Pt, Н 2 | 2Н + || М + Н | М ( +),

която тече реакция редокс

напише уравнението на изотермите на:

Като се има предвид, че стандартната водороден електрод дейността на H + йони и H 2 газ са 1 и ΔG = -nFE, след преобразуване за да се получи уравнението на процеса на Нернст електрод:

, (16.1)

В това уравнение, E + M / M - EMF реакция, п - броя на електроните, участващи в реакцията д, на F - броят на Фарадей.

Уравнение (1.16) показва връзката на потенциала на електрода на концентрацията (активността) на йони и температурата се нарича Нернст формула за един електрод.

Отбелязвайки, че Мп + - Дейност на окислена форма на реагента (RP), а М - дейност на нейната редуцирана форма (WF), уравнението на Нернст може да се запише по следния начин:

Минавайки от натурални логаритми на десетичната и заместване на числените стойности на F, R и T = 298 K, ние се получи удобна форма за изчисляване на уравнението на Нернст:

Активността на твърдо вещество (телевизор) се приема за един, така че ако ние се обмисля метален електрод (а М) уравнение на Нернст опростява до

Потенциалът за електрод, както се вижда от това уравнение, което зависи от дейността и йонна М п +, които са потенциален Определящи. Потенциалната разлика от стандартната водороден електрод и друг електрод, измерен при стандартни условия, се нарича стандартната потенциала и е определен E °.

Трябва да се подчертае, че:

1. Уравнение на Нернст индивидуален електрод се съгласи да пише на процеса на възстановяване, независимо от това по какъв начин се измества баланса, който е под знака на логаритъм в уравнението на Нернст за числител е окислена форма на реагента, знаменателят - възстановени.

2. фракционна индекса на E и E ° над линията поставена окислена форма половин клетка, под линията - възстановено.

3. Активност на твърдите вещества в уравнението Нернст не е включена.

Стойностите на някои стандартни редокс потенциал на електрохимични клетки, подредени във възходящ ред, са представени в таблица. 16.1.

Положителен редокси потенциал Си2 + │Cu електрод (Е ° = +0,34 В) показва, че при стандартни условия, водород се окислява медни йони, мед електрод по отношение на водород е катода електрони преминават през външна верига на мед от водород :

Отрицателният потенциал Zn 2+ │Zn (E ° = -0,76 Б) показва, че при стандартни условия цинков електрод може да бъде анод само своята оксидативен функция по отношение на водороден електрод 2 2H + │H отрицателен. Цинкът е намалена с водородни катиони в външна верига, електроните текат от цинка към водород:

Обобщавайки тези реакции, получаваме

,

т.е. електрод с положителна стойност на стандартната потенциал електрод е окислител електрод във връзка с положителна стойност по-малка от E °.

Таблица 16.1

Стандартни редокс потенциал window.top.document.title = "7.2.1 Стандартни редокс потенциал.";

Окисленият формата + Д - редуцирана форма E °, В
Li + - Li -3,02
Na + - Na -2.71
Mn 2+ - Mn -1,05
Zn2 + - Zn -0,76
Cr 3+ - Cr -0,74
Fe 2+ - Fe -0.44
Cd 2+ - CD -0.40
Ni2 + - Ni -0,23
Sn 2+ - Sn -0.14
Pb 2+ - Pb -0,13
2H + - Н2 0.00
NO 3 - + H 2 O - NO 2 - + 2ОН - 0.01
Ti 4+ - Ti 3+ 0.04
Sn 4+ - Sn 2+ 0.15
SO 4 2- + 2H + - SO 3 2- + 2H 2 O 0.17
Cu 2+ - Cu 0.34
МпОг 4 - - МпОг 4 2- 0.56
МпОг 4 - + 2Н - МпО 2 + 4OH- 0.60
Fe 3+ - Fe 2+ 0.77
Ag - Ag + 0.80
Br 2 - 2Br - 1.07
О 2 + 4Н + 4e - 1.23
2 Cl - 2Cl - 1.36
Сг 7 2- + 14Н + 6e - 2Cr 3+ + 7Н 1.37
PbO 2 + 4Н + - Pb 2+ + 2Н 1.46
МпОг 4 - + 8Н + 5e - Mn2 + + 4Н 1.51
Н 2 + 2Н + - 1.77
F 2 - 2F - 2.87

Класификация електроди window.top.document.title = "7.3 Класификация на електроди.";

Многобройни HIT може да се състои от два електрода (полу-клетка, двойките електроди). На реакцията на потенциал-тип (редокс процес електрод) електрод на първия вид са разделени на електроди от втория вид (електроди с електрохимична реакция) и йон-селективна (не електрохимична реакция).





; Дата: 05.01.2014; ; Прегледи: 1469; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.24
Page генерирана за: 0.048 сек.