химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

l. Эта концентрация обозначается, как и выше, буквой с. На основании выражения (XVIII, 103) имеем

c2 = [S202~]2 1,47-10~3 или с = 3,8- 10~2[S2O|-]

что соответствует опытным данным. Эта реакция переведения в раствор соли AgCl используется в фотографии для фиксирования негатива.

Во всех предыдущих примерах допускалось, что коэффициент активности растворенных ионов равен единице, и вместо произведения активностей (XVIII, 99) пользовались произведением растворимости (XVIII, 100), В более концентрированных растворах коэффициент активности уже нельзя принимать равным единице и следует пользоваться произведением активностей.

Добавление посторонней соли к раствору увеличивает ионную силу этого раствора и уменьшает коэффициент активности той соли, которая находилась в растворе до введения посторонней добавки. Уменьшение коэффициента активности приводит к увеличению растворимости, имевшейся в первоначальном растворе соли, поскольку активность кристаллов постоянна.

Величины произведения активностей имеют большое практическое значение, в частности, в химической технологии и в аналитической химии, так как они определяют условия, при которых должно происходить растворение солей или выделение их из растворов. Выпадение осадков возможно лишь после того, как произведение наличных активностей ионов превысит значение La.

Произведение активностей наиболее точно можно измерять методом э. д. с. (см. гл. XXII, § 7). Часто также пользуются определением растворимости по электропроводности насыщенных растворов. Однако этот метод применим только к растворам чистой соли.

Если измеренные произведения активностей оказываются очень малыми, их нельзя рассматривать как обычные термодинамические свойства системы. Для CuS, например, La = 10*38, что соответствует -—120 ионам в 1 мл раствора. Малые числа частиц имеют только статистическое значение, как средние в течение некоторого интервала времени.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ силы. ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА

ГЛАВА XIX ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

§ 1. Электрохимические элементы. Электродвижущая сила

Известно, что при прохождении электрического тока через электролит на поверхности электродов протекают электрохимические реакции, сопровождающиеся поступлением к электроду или уходом от него электронов. В рассмотренных выше примерах протекание электрохимических реакций порождалось внешним источником тока. Однако возможно и обратное явление: электрохимические реакции, протекающие на двух различных поверхностях соприкосновения проводников первого и второго рода, порождают электрический ток (два электрода, опущенные в электролит, являются причиной прохождения тока по соединяющему электроды металлическому проводнику). При этом электрохимические реакции на электродах, вызывающие прохождение тока в проводнике, протекают только при замкнутой цепи (при прохождении тока) и прекращаются при размыкании цепи.

Следует иметь в виду, что между электродом и раствором часто имеется динамическое равновесие, при котором электрохимическая реакция на электродах протекает в обоих направлениях с одинаковой скоростью и без замыкания цепи, не давая макроскопического эффекта. Эти токи обмена могут быть обнаружены с помощью изотопных индикаторов (см. гл. XXIV, § 2, стр. 574).

* Возможны такие системы, которые нельзя использовать как химические источники тока, но в которых электрический ток возникает за счет электрохимических реакций с тем же механизмом, что и в обычных элементах. Таковы, например, микроэлементы, возникающие на поверхности металлов и сплавов при коррозии их в электролитах.

Электрохимическим (или гальваническим) элементом называется устройство (прибор) для получения электрического тока за счет электрохимических реакций. Простейший электрохимический элемент состоит из двух металлических электродов (проводники первого рода), опущенных в электролит (проводник второго рода) и соединенных между собой металлическим контактом. Несколько электрохимических элементов, соединенных последовательно, образуют электрохимическую цепь элементов или просто электрохимическую цепь. Названию электрохимический элемент эквивалентен исторический термин гальванический элемент*.

Важнейшей количественной характеристикой электрохимического элемента или цепи элементов является электродвижущая сила (э. д. с, обозначаемая в дальнейшем через Е), которая равна разности потенциалов правильно разомкнутого элемента, т. е. разности потенциалов между концами проводников первого рода из одного и того же материала, присоединенных к конечным электродам элемента (цепи). Знак э. д. с. совпадает со знаком суммарной разности потенциалов цепи или противоположен ему, в зависимости от принятой системы знаков.

Если при прохождении электрического тока в разных направлениях на поверхности электрода протекает одна и та же реакция, но в противоположных направлениях, то такие электроды, а также элемент или цепь, составленные из них, называют обратимыми. Электродвижущая сила обратимых элементов является термодинамическим свойством их, т. е. зависит только от температуры, давления, природы веществ, составляющих электроды и растворы элемента, и концентрации этих растворов. Примером обратимого элемента может служить элемент Даниэля —Якоби

(-) Си ] Zn | ZnS04, aq||CuS04, aq | Си (+)

в котором каждый электрод обратим, так как при изменении направления тока на электродах протекают обратные реакции.

При работе элемента идут следующие «электродные реакции»; Zn-*Zn2+ + 2e; 2е + Cu2+-» Си.

При пропускании тока бесконечно малой силы от внешнего источника на электродах протекают реакции Zn2+ + 2е —? 2щ Си -* Си2+ + 2е.

Элемент Вольта

(-) Znl H2S04| Cu(+)

необратим.

При работе элемента протекают электродные реакции Zn Zn2+ + 2е; 2Н+ + 2е -> Н2.

При пропускании тока бесконечно малой силы от внешнего источника электродными реакциями будут 2Н+ + 2е -+? Н2; Cu-*Cu2+ + 2е.

Любая гальваническая цепь в целом никогда не находится в равновесии. В необратимом элементе обычно возможно протекание химической реакции и при разомкнутой внешней цепи (реакция Zn + H2SO4 в элементе Вольта). Но и обратимая (в указанном выше смысле) цепь в целом далека от термодинамического равновесия. Если такую цепь замкнуть на конечное сопротивление и предоставить самой себе, то во внешней цепи возникает электрический ток измеримой силы, т. е. цепь совершает работу, необратимо приближаясь к равновесию. Разомкнутая цепь только временно сохраняется почти неизменной. Например, в разомкнутом элементе Даниэля — Якоби происходит диффузия ионов Си2+ через раствор к цинковому электроду; при соприкосновении цинкового электрода с ионами меди происходит необратимая (без совершения работы) реакция вытеснения ионов Си2+ из раствора металлическим цинком, т. е. та же реакция, которая служит источником тока при работе элемента.

Электродвижущая сила электрохимического элемента слагается из разностей потенциалов между различными проводниками разомкнутой цепи в местах их соприкосновения (эти разности потенциалов называются также скачками потенциала).

страница 134
< 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

Скачать книгу "Курс физической химии. Том II" (5.2Mb)


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

 

 

Реклама
блоки купавна
купить основание кушетки или софы без матраса
шумоглушители csr
испанские коляски baby home

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
(30.05.2017)