химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

ерев.

Сосуд, в который помещены два электрода и раствор электролита, называют гальванической ячейкой. В краткой записи вертикали обозначают межфазную границу металл — электро310

Электрохимия

лит. В гальванической ячейке

(459)

pt pt Н2 | HCI I CI,

две платиновые пластинки помещены в раствор соляной кислоты, причем к одной из них подводится газообразный водород, а к другой — хлор. В такой системе может происходить следующая химическая реакция:

Нг + CIj ч=* 2НС1 (460)

газ газ раствор

На катоде восстанавливается хлор:

VaCl2 + а на аноде —окисляется водород*:

(462)

Реакция (460) протекает самопроизвольно, что соответствует понижению свободной энтальпии. При протекании электродных реакций (461) и (462) между электродами измеряется разность потенциалов е. При этом потенциал водородного электрода оказывается отрицательнее хлорного. При образовании 1 моля соляной кислоты ток совершает работу Fe, где F — число Фара-дея, равное количеству электричества, необходимому для выделения при электролизе 1 г-экв. вещества (=96491 А-с/г-экв.). Если в реакции принимает участие п электронов, то суммарная работа равна nFe, например, для реакции (460) 2Fe. В том случае, если процесс проводится обратимо (при бесконечно малом токе), работа системы равна изменению свободной энтальпии химической реакции. Согласно первому закону термодинамики,

ДС«=-—nFe? (463)

RT

In1/2

PCI

В то же время 2-v"H+-Cgl/a.

(464)

: Реакции (461) и (462) протекают слева направо в электрохимической ячейке (гальваническом элементе), подключенном к внешнему (нагрузочному) сопротивлению. Электрод, на котором происходит восстановление вещества, называют анодом; он имеет положительную полярность по отношению к другому электроду — катоду. Те же реакции протекают в ячейке при электролизе, т. е. при подключении ее к внешнему источнику тока; при этом реакция (461) — восстановление С12 — происходит на электроде, соединен' ном с отрицательным полюсом внешнего источника, т. е. на катоде, а реакция (462)—окисление Н3 — протекает на электроде, соединенном с положитель' ным полюсом источника тока, т. е. на аноде. [Антропов Л. И. Теоретическая электрохимия.—М.: Высшая школа, 1982J. — Прим. перев.

Электрохимическая термодинамика

311

где

л=1

Уравнение (464) дает выражение для э. д. с. электрохимической ячейки. При включении в электрическую цепь нагрузки (например, сопротивления) разность потенциалов на выводах ячейки понижается (в данном случае измеряется «напряжение па клеммах-»). Реакции (461) и (462) называют потенциалопре-деляющими. Из уравнения (464) можно сделать следующие выводы. Во-первых, напряжение ячейки понижается при: а) увеличении концентрации продукта реакции соляной ,кислоты; б) уменьшении парциального давления исходных веществ, т. е. водорода или хлора. В предельном случае, когда парциальное давление водорода и хлора равно их равновесному значению в реакции (460), напряжение на ячейке становится равным нулю. Во-вторых, при увеличении в два раза количеств реагирующих веществ [уравнения (461) и (462), я=2] одновременно удваиваются показатели степени при концентрациях и парциальных давлениях в уравнении (464).

30.Z.

СХЕМА ИЗМЕРЕНИЯ Э.Д. С. ЯЧЕЙКИ КОМПЕНСАЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Для того чтобы измеренные значения э. д. с. ячейки совпадали с вычисленными по термодинамическому уравнению (463), а также по уравнению Гиббса — Гельмгольца, необходимо проводить измерения при бесконечно малом токе. Только при этом условии процесс идет обратимо и система остается в равновесии. Так как в уравнение (464) входят концентрации веществ вблизи поверхности электрода, то они должны быть одинаковы как на поверхности электрода, так и в объеме раствора. Если концентрации вблизи электрода отклоняются от среднего значения, то возникает концентрационное перенапряжение и процесс становится термодинамически необратимым. Другие виды перенапряжения будут рассмотрены позднее.

Компенсационный метод Погтендорфа наиболее удобен для измерения э. д. с. ячейки, так как измерительная схема работает с минимальным потреблением тока (рис. Б.34). Источником напряжения является аккумулятор А. Сопротивление Ri регулирует падение напряжения на высокоомной проволоке (реохорде) ВС; это падение напряжения всегда должно быть больше, чем неизвестное напряжение X или известное напряжение нормального элемента JV. ИСТОЧНИКИ X или N включены навстречу аккумулятору А, поэтому движок на проволоке ВС можно уст.аловить таким образом, чтобы через гальванометр G

Электрохимия

Электрохимическая термодинамика

313

не протекал ток (стрелка гальванометра указывает нуль) В этом случае между точками В ,(или S) и соответствующими электродами ячейки X (или N) ток отсутствует и разность по тенциалов равна нулю. В то же время между точками В и i существует разность потенциалов, создаваемая аккумулятором А. Работа,

страница 113
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


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

 

 

Реклама
Выгодно кликнуть на ссылку - скидка в KNS по промокоду "Галактика" - EH200ST - более 17 лет на рынке, Москва, Дубровка, своя парковка.
набор детских кастрюль
кресла для кинотеатра элитные
Продажа элитных домов и коттеджей в поселке Истра Кантри Клаб

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
(21.01.2017)