химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

При соприкосновении проводников первого рода возникает скачок потенциала, называемый гальвани-потенциалом (см. стр. 503).

Основные электрохимические явления—это процессы, протекающие на границах различных фаз. Работа электрохимического элемента и его электродвижущая сила — это лишь суммарное проявление совокупности процессов, совершающихся на границах фаз. Поэтому изучению молекулярных процессов на границах фаз, являющихся причиной возникновения на этих границах скачков потенциалов и, следовательно э.д. с, в теоретической электрохимии уделяется основное внимание. Однако отдельные скачки потенциала обычно нельзя измерить; измеряются лишь электродвижущие силы.

§ 2. Скачки потенциала и электродвижущая сила

Из опыта* известно, что при соприкосновении двух проводников, химически или физически разных, происходит разноименная электризация этих проводников: на поверхности соприкосновения двух таких проводников наблюдается скачок потенциала, величина которого не зависит ни от формы, ни от размеров проводников и поверхности их соприкосновения, а зависит от химической природы и физического состояния проводников.

Пусть имеется цепь, составленная из проводников А, В, С, t,, М, N (рис. XIX, \,а):

AIB + B|C+...+M|N (а)

Здесь А|В, В | С — разности (скачки) потенциалов на границах соприкасающихся проводников, причем знак А | В показывает разность (скачок) потенциалов проводников А и В, т. е. А|В = фЬ Если потенциалы А, В, N обозначить соответственно через iju, Фв, •••* $N, то Л|В = ф! = 1|)В — ^А, В[С = ф2 = фс — фв~. Очевидно, что сумма скачков потенциалов на всех поверхностях раздела цепи (а) равна разности потенциалов между проводниками А и N, находящимися на концах цепи:

п

?=ЦФП-1 = ^-^А

Величина Е называется электродвижущей силой (э. д. с.) цепи проводников.

Рассмотрим цепь, составленную так, что в начале и конце ее находится один и тот же проводник (рис. XIX, /, б). Такая цепь называется правильно разомкнутой. О правильно разомкнутой цепи, состоящей из двух проводников, говорить не имеет смысла, ибо э. д. с. (Е —А|В— В | А) всегда равна нулю*. Если же праследовательно, для них

А [ В + В | С + ... + М 1 N = А | N (в)

А —НЕПРАВИЛЬНО РАЗОМКНУТАЯ; Б —ПРАВИЛЬНО РАЗОМКНУТАЯ.

т.е. э. д. с. цепи, состоящей из проводников только

первого рода, равна скачку потенциала между первым и последним проводниками при непосредственном их соприкосновении (закон Вольта). Если цепь правильно разомкнута, то, как уже было сказано, э. д. с. этой цепи равна нулю.

Необходимым условием равенства нулю э. д. с. цепи проводников первого рода является равенство температур всех контактов между различными проводниками. При несоблюдении этого условия возникают термоэлектродвижущие силы, здесь не рассматриваемые.

К правильно разомкнутой цепи проводников, в состав которой входит хотя бы один электролит S, закон Вольта неприменим:

? = A|S + S[B + B|A=^0 (г)

? = A|S, + S,|S2 + S2|B + B[A#0 (д)

Очевидно, только цепи проводников, включающие хотя бы один проводник второго рода, являются электрохимическими элементами (или электрохимическими цепями элементов). Примером электрохимического элемента может служить упомянутый уже элемент Даниэля — Якоби

* Понятно, что AjB = — В j А, так как |BjA[ = tpA — tpa =— (IPB — 4s A).

(-) Си [ Zn + Zn I ZnS04, aq + ZnS04l aq |[ CuS04, aq + CuS04, aq [ Си (+)

или, короче:

(—)Си | Zn | ZnS04 II CuS041 Си (+)

(одинаковыми концами цепи служат клеммы элемента)*.

Отметим еще одно важное обстоятельство. Когда электрохимический элемент присоединяют к приборам и таким образом замыкают проводами из меди или другого металла М, его цепь может быть представлена так:

? = М| А + A|SK+ ... Se|B + B|M (е)

но

М|А + В|М=-(А|М + М|В) = -А[В = В|А (ж)

откуда видно, что материал соединительных проводов не влияет на величину э. д. с.

§ 3. Знаки э. д. с. элементов. Сложение э. д. с. элементов

электрохимической цепи

Электродвижущая сила одного электрохимического элемента является величиной положительной, так как она соответствует всегда определенному самопроизвольно протекающему процессу, дающему положительную работу. Обратному процессу, который не может протекать самостоятельно, отвечала бы отрицательная э. д. с. При составлении цепи электрохимических элементов процесс в одном из элементов можно направить так, чтобы он сопровождался затратой работы извне (несамопроизвольный процесс), используя для этого работу другого элемента цепи, в котором идет самопроизвольный процесс. Очевидно, суммарная э. д. с. любой электрохимической цепи равна разности электродвижущих сил отдельных элементов, т. е. алгебраической сумме положительных и отрицательных величин. Поэтому очень важно при записи схемы электрохимической цепи и подсчете величины э. д. с, соответствующей этой цепи, учитывать знаки э. д. с, пользуясь принятыми правилами.

* В записях этого типа формула соли относится к раствору или расплаву ее. Часто используемый символ aq указывает на водный раствор, например CuS04. aq — водный раствор сульфата меди.

Электродвижущая сила электрохимической цепи считается положительной, если катионы при работе цепи проходят в растворе от электрода, записанного в схеме цепи слева, по направлению к электроду, записанному справа, и в этом же направлении движутся во внешней цепи электроны. При этом правый электрод заряжен положительно относительно левого. Если схема цепи записана так, что движение катионов в электролите и электронов во внешней цепи происходит справа налево, то э. д. с. такой цепи отрицательна. Выполняя это условие, можно легко найти суммарную э. д. с. цепи из нескольких элементов.

Запишем схему элемента Даниэля — Якоби следующим образом:

(-) Си /Zn I ZnS04, aq [| CuS04l aq | Си (+) (Г)

Очевидно, в этом случае э. д. с. положительна; она равна 1,087 В' Если схема написана так:

(+) Си | CuS04, aq (j ZnS04l aq | Zn j Си (—)

то E = —1,087 В *.

В дальнейшем для простоты условимся не включать в схему цепи металлические контакты, которые нужны для того, чтобы цепь была правильно разомкнута, хотя э. д. с. цепи всегда включает гальвани-потенциалы этих контактов (см. гл. XX, § 5, где дается система измерения электродных потенциалов).

Э. д. с. элемента

(-) Zn | ZnS04, aq || КС1, aq, AgCl(T) | Ag (+) (II)

в котором протекает реакция 0,5 Zn -f AgCl (т) = 0,5 Zn2+ 4- Ад(т) + +CI-, равна 0,985 в.

Соединив элементы I и II последовательно, не нарушая порядка написания их

(-) Zn | ZnS04, aq Ц CuSO,, aq | Cu (+) (-) Zn ] ZnS04, aq \\ AgCl (т), KCI,

aq f Ag (+) (I + II)

получим э. д. с, равную ЕЦ -f- ?х = 0,985 -j- 1,087 — 2,072 В. Соединим элементы I и II последовательно, так чтобы в контакте находились два цинковых электрода, т. е. напишем схему элемента II в обратном направлении:

(-) [(+) Ag | AgCl (т), KCI, aq || ZnS04, aq 1 Zn (-) (-) Zn | ZnS04,

aq I! CuS04, aq j Cu (+)] (+)

Для такой цепи ? = — ЕЦ + ЕГ'= —0,985 -f 1,087 = 0,102 В.

§ 4. Измерение э. д. с.

* Знак минус у величины Е— чисто формальная характеристика; отрицател

страница 135
< 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
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/
рекламные щиты росгвардии в москве фото
вентилятор вод-40
сколько стоит поставить спираль мирена

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
(22.09.2017)