химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

ьная э. д. с. ничем качественно не отличается от положительной. Знаки «плюс» и «минус» указывают лишь на направление тока.

Используя разные знаки э. д. с, можно легко подсчитать э. д. с. комбинированной цепи как алгебраическую сумму.

Для измерения равновесной (обратимой) величины электродвижущей силы электрохимического элемента необходимо, чтобы процесс совершался бесконечно медленно, т. е. чтобы элемент работал при бесконечно малой силе тока, Это условие выполняется в компенсационном методе, который основан на том, что элемент включается последовательно против внешней разности потенциалов и последняя подбирается так, чтобы ток в цепи отсутствовал. Тогда внешняя разность потенциалов равна э. д. с. элемента или цепи.

Пользуясь компенсационным методом, можно непосредственно измерить значение э. д. с.

. В

На рис. XIX, 2 изображена схема расположения приборов при абсолютном измерении величины э. д. с. по методу Поггендорфа (1841). В контур цепи ЛВС включены источник постоянного тока Л (например, аккумулятор), переменное сопротивление Ri и куло-метр V.

Рнс. XIX, 2. Схема измерения э. д. с. Рис. XIX, 3. Схема измерения э. д. с. элемента методом Поггендорфа. элемента методом Дюбуа — Реймоида и Кларка.

К точкам end контура параллельно подключен элемент Е, э. д. с. которого необходимо измерить, и последовательно с этим элементом — гальванометр G. По контуру ABC протекает ток, сила которого / регулируется изменением сопротивления R\ и измеряется кулометром V.

По контуру cEGd протекает в одном направлении ток от элемента Е, а в другом—ток от аккумулятора А. Изменяя сопротивление Ru можно менять силу тока / и разность потенциалов между точками с и d, которая определяется по закону Ома: Е — IR2-Когда эта разность станет равной э. д. с. элемента, ток в цепи cEGd будет отсутствовать (на участке caEbGd токи от Е и от А противоположно направлены, и стрелка гальванометра G не отклоняется).

Измерив соответствующую нулевому положению стрелки силу тока 1и в цепи ABVC, можно найти разность потенциалов Е^Д/^ между точками end, которая равна и противоположна по знаку э. д. с. элемента Е, так как последний разомкнут при отсутствии тока в гальванометре.

Точное определение э. д. С. элемента по методу Поггендорфа — довольно сложная операция, поэтому в лабораторной практике предпочитают сравнивать э. д. с. изучаемого элемента с э. д. с. так называемых стандартных (нормальных) элементов, которая тщательно измерена при разных температурах. Для относительного измерения э. д. с. элемента используют сравнительный метод. Этот метод также является компенсационным. Схема установки для измерения э. Д. с. сравнительным методом показана на рис. XIX, 3, АВ— реохорд, т.е. однородная по длине проволока со значительным сопротивлением; проволока может быть натянута на линейку со шкалой или намотана на барабан, число оборотов которого отсчитывают по особой шкале. Концы реохорда соединены с источником постоянного тока (аккумулятором) С, э.д. с. которого равна Е. Скользящий контакт на реохорде соединен с одним из концов реохорда А через гальванометр G и изучаемый элемент К с неизвестной э. д. с. элемента Е. Как аккумулятор С, так и элемент К присоединены к левому концу реохорда одноименными полюсами. Смещая скользящий контакт (положение точки D на реохорде АВ), ищут такое положение, при котором стрелка гальванометра стоит на нуле (т. е. тока в контуре AK.GD нет). Тогда разности потенциалов между точками Ли/), создаваемые двумя противоположно направленными источниками тока С и К, одинаковы и равны э. д. с. элемента Е. Эта величина составляет часть э. д. с. Е\ аккумулятора, пропорциональную отношению ADJAB;

Если теперь вместо изучаемого элемента К включить нормальный элемент с известной э.д.с, равной Ео, то положение контакта, соответствующее отсутствию тока в гальванометре, изменится, on переместится из точки D в точку D', Теперь

?0 = 4^1 (б)

Исходя из выражений (а) и (б), находим

Для определения э. Д. с. элемента по этому методу не нужно измерять силу тока и сопротивление, а также знать э. д. с. источника тока С. Нужно лишь иметь нормальный элемент и такой реохорд АВ, сопротивление любого отрезка которого было бы строго пропорционально длине этого отрезка.

Современная электроизмерительная аппаратура позволяет измерять э.д.с. с большой точностью. Реохорд заменяется сериями из десяти катушек сопротивления, составляющих «декады», которые включаются последовательно для компенсации измеряемой э.д.с, при этом в рабочей цепи аккумулятора падение напряжения не изменяется. Чувствительный зеркальный гальванометр используется как нуль-инструмент. Принцип компенсационного измерения э.д.с. и сравнения измеряемой э.д.с, со стандартной сохраняется.

§ 5. Нормальные элементы

Основным нормальным элементом является так называемый насыщенный элемент Be стона.

На электродах элемента Вестона протекают следующие электродные реакции: на левом электроде

Cd + SO2", aq + -| Н20 (ж) = CdS04 • j Н20 (т) + 2е

на правом электроде

Hg2S04 + 2ё = 2Hg (ж) + SO|", aq

CdS04,a? CdS048/3H20(rj

Hg+Cd

Hgr2S04 CD Cd + Hg2S04 (т) + -| H20 =

= 2Hg (ж) + CdS04 • -| H20 (T)

В правой половине элемента (рис. XIX, 4) над ртутным электродом находится паста из твердой соли Hg2S04 в насыщенном растворе CdS04. В левой половине помещен электрод, состоящий из 12,5%-ной амальгамы кадмия. Весь электролит является насыщенным раствором CdS04, находящимся в равновесии с кристаллогидратом CdS04'8/3 Н20. Кристаллы этой соли заполняют большую часть сосуда и обеспечивают насыщение раствора при изменении температуры. Токоподводы— платиновые. В элементе Вестона протекает следующая реакция:

Электродвижущая сила элемента Вестона определена путем тщательных измерений при различных температурах. Э.д. с. (в вольтах) такого элемента, приготовленного в соответствии с разработанными правилами, выражается уравнением

Et = 1,017964 - 0,0406 • 10~3 (t - 20) - 9,5 . 10~7 (t - 20)2 + 10~8 (t - 20)3

?2Q0C = 1,0180 в

где t — температура, °С.

Это уравнение справедливо в интервале температур от 0 до 40 °С. Температурный коэффициент мал и равен в среднем —0,045 в/град.

Э.д. с. элементов Вестона, приготовленных в разных местах в соответствии с международными правилами, отличаются от указанного значения не больше чем на 0,041 #.

В качестве нормального используют также ненасыщенный элемент Вестона, отличающийся от насыщенного тем, что не содержит твердого сульфата кадмия. Раствор CdSO-i в этом элементе при 4°С насыщен твердой солью, а при более высоких температурах— не насыщен. При тщательной герметизации концентрация раствора сохраняется постоянной. Э.д.с. этого ненасыщенного элемента Вестона равна 1,0186 в, температурный коэффициент еще меньше, чем для основного элемента Вестона, так что указанная величина э. д. с. при комнатных температурах практически постоянна.

В качестве нормального раньше применяли также элемент Кларка

(-) Zn | ZnS04 + Hg2S04 (т) I Hg j Pt (+)

§ 6. Термодинамика электрохимических элементов

Элек

страница 136
< 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
lacie porsche design mobile drive 2tb stet2000400
ремонт врв систем
купить баскетбольную форму цска
regeltechnik azt

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
(17.10.2017)