химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

лектронов; г — постоянная Фарадея; сокисп и сшхт — концентрации окисленной и восстановленной форм реагентов (х и у — коэффициенты и уравнении реакции).

9 +

Для 298 К (25°С) после подстановки значений постоянных величии [R = 8,31 ДжДК-моль), F = 9G 48г> Кл] уравнение принимает вид

0,053 . скис,

lg

" v

' BiH<:]

Ми2* + 1Н-.0

Для полуреакции

МпО" + 8}Г + Г,,'

можно записать

имея в виду, что концентрация воды — величина постоянная. Для стандартных условий, т.е. когда [MnOJ = [Mn2*] = [II*] - 1 моль/л,

ip = <р° — 1,51 В. 244

Согласно значениям стандартных потенциалов система Си2* -Ь + 2е" —- Си по отношению к системе Zn2* + 2с" Zn окислителем, т.е. при их контакте электроны будут переходить от Zn к ионам Си2*:

Zn + Си?* = Zn?* + Си

I I

2 e-

Окисление Zn и восстановление Cu2+ можно осуществить на электродах гальваническою -улслешпа {рис. 122), который в данном случае состоит из цинкового и медного электродов, погруженных в растворы соответственно Z11SO4 и CuSO.,. Сосуды с растворами соединены IJ-образной трубкой, заполненной каким-либо электролитом. Когда соединяют электроды металлическим проводником, начинается окислительно-восстановительная реакция. На цинковом электроде (аноде) происходит потеря электронов — окисление цинка; на медном электроде (катоде) происходит присоединение электронов — восстановление ионов меди

а пол: Zn — 2е~ — Zn2+ катод: Сп2+ 4- 2с ~ Си суммарно: Zn + Cu2+ — Zn2+ + Си

I I

2, -

245

Р и с. 122. Схема гальваничео Рис. 123. Схема топливного эле-

кого элемента мента

За счет окислительно-восстановительной реакции по внешней цепи (металлический проводник) течет электрический ток от цинкового электрода к медному, а по внутренней цепи (трубка с электродом) движутся ионы SO2,". Цинковый электрод постепенно растворяется, а

на медном выделяется металлическая медь.

Разность окислительно-восстановительных потенциалов частных реакций определяет электродвижущую силу р° гальванического элемента и в рассматриваемом случае:

= 9Си ~ 9Zn = °'34 _ = 1,1 В-

Проблема преобразования химической энергии непосредственно в электрическую — одна из актуальных задач науки и техники. В настоящее время ведутся широкие исследования по использованию окислительно-восстановительных реакций горения топлива в так называемых топливных элементах. В качестве окисляющихся веществ можно применять обычное топливо — уголь, кокс, природные и искусственные горючие газы, в качестве окислителя — кислород или воздух.

В топливных элементах, как и в обычных гальванических, электроды, к которым подаются восстановитель (топливо) и окислитель, разделены ионопроводящим электролитом (кислотами и щелочами, расплавленными солями и др.). Электроды в случае применения газообразных продуктов делают обычно из полых пористых трубок и пластин. Токообразующий процесс совершается на границе соприкосновения электрода с электролитом. 246

Принцип работы топливного элемента рассмотрим на примере щелочного водородно-кислородного элемента (рис. 123). В этом случае используется окислительно-восстановительная реакция

2Н2(г) + 02(г) = 2Н20(ж), ДС298 = -474 кДж

осуществляемая через следующие промежуточные стадии: на катоде происходит присоединение электронов — восстановление кислорода; на аноде происходит потеря электронов — окисление водорода:

анод: 2Н2 + 40Н" — 4е" = 4Н20; катод: 02 + 2Н20 4- 4е" = 40Н"

Возникающие на аноде электроны по внешней цепи элемента переходят к катоду, а ионы ОН" перемещаются в электролите от катода к аноду. Таким образом, в итоге осуществляется окислительно-восстановительная реакция 2Н2 + 02 = 2Н20, энергия которой в данном случае выделяется не в виде теплоты, а непосредственно превращается в электрическую.

Для эффективной работы топливных элементов используют катализаторы, которые наносят на электроды. Для водородного электрода катализаторами являются платиновые металлы, а для кислородного электрода — смешанные катализаторы из Со и А1 или Fe, Мп и Ag.

Высокий коэффициент использования топлива, непрерывность действия и другие преимущества открывают перед топливными элементами перспективы широкого использования. Топливные элементы используются в спутниках и космических кораблях. Очень заманчиво применение топливных элементов вместо двигателей внутреннего сгорания на транспорте и т.д.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел!

Введение в химию элементов

Только при посредстве теории знание, слагаясь в связке* целое, становится научным знанием; стройное соединение фактического знания с теорией составляет науку.

A.M. Бутлеров

§ 1

Г Л А В А 1. РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ГЕОХИМИЯ И КОСМОХИМИЯ

Среднее относительное содержание данного химического элемента в какой-либо природной системе (звезды, Солнечная система, планеты) называется его распространенностью или кларком *. Содержание элементов обычно выражают в массовых или атомных долях, в процентах.

Химический состав, закономерности распространения и распределения элементов на Земле изуч

страница 71
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ЛИРА 115
щиты управления цена
белые кресла качалки
скаволини скидки

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.03.2017)