![]() |
|
|
Общая химиянаправленные на создание элементов, при работе которых расходовались бы дешевые вещества с малой плотностью, подобные жидкому или газообразному топливу (природный газ, керосин, водород и др.). Такие гальванические элементы называются топливными. Проблеме топливного элемента уделяется в настоящее время большое внимание и можно полагать, что в ближайшем будущем топливные элементы найдут широкое применение. 99. Электродные потенциалы. Каждая окислительно-восстановительная реакция слагается из полуреакций окисления и восстановления. Когда реакция протекает в гальваническом элементе или осуществляется путем электролиза, то каждая полуреакция протекает на соответствующем электроде; поэтому полуреакции называют также электродными процессами. В § 98 было показано, что протекающей в гальваническом элементе окислительно-восстановительной реакции соответствует э. д. с. этого элемента Я, связанная с изменением энергии Гиббса АО реакции уравнением: AG — — zFE В соответствии с разделением окислительно-восстановительной реакции на две полуреакции, электродвижущие силы также принято представлять в виде разности двух величии, каждая из которых отвечает данной полуреакции. Эти величины называются Электродными потенциалами. Для медно-цинкового элемента реакция, протекающая при его работе Zn -f Cu2+ — Zn2+ + Си разбивается на полуреакции: Си2+ + 2е- шш Си; Zn = Zn2+ -f 2е" Соответственно э. д. с. этого элемента (Е) можно представить как разность электродных потенциалов (<^), один из которых отвечает первой, а другой [&2) — второй из записанных полуреак- ций; J Е — X — С?2 При этом изменение энергии Гиббса Дс7ь которое отвечает термодинамически обратимому восстановлению одного моля ионов меди, равно а изменение энергии Гиббса AG2, отвечающее термодинамически обратимому окислению одного моля атомов цинка, равно АС?2 = — 2F&2 В общем случае любому электродному процессу Ох -f- ZE~ — Red соответствует электродный потенциал Ш и изменение энергии Гиббса AG, равнее: Д<3 — — ZF<§ Здесь Red и Ох — сокращения латинских слов, обозначающие восстановленную и окисленную формы веществ, участвующих в электродном процессе. В дальнейшем, говоря об электродных процессах, мы будем записывать их уравнения в сторону восстановления (за исключением, конечно, тех случаев, когда речь будет идти именно об окислении). 3 результате изучения потенциалов различных электродных процессов установлено, что их величины зависят от следующих трех факторов: 1) от природы веществ —участников электродного процесса, 2) от соотношения между концентрациями * этих веществ и 3) от температуры системы. Эта зависимость выражается уравнением: ^^+i&g год ZF & [Red] * Строго говоря, величина электродного потенциала зависит от соотношения не концентраций, а активностей (см. § 66) веществ; во всех рассматриваемых далее уравнениях вместо концентрации должна стоять активность. Но при невысоких концентрациях растворов погрешность, вносимая заменой активности на концентрацию, невелика, Здесь Ш° — стандартный электродный потенциал данного процесса — константа, физический смысл которой рассмотрен ниже; R — газовая постоянная; Г—абсолютная температура; z—число электронов, принимающих участие в процессе; F — постоянная Фарадея; [Ох] и [Red] ^произведения концентраций веществ, участвующих в процессе в окисленной (Ох) и в восстановленной (Red) формах. Физический смысл величины Таким образом, в уравнении электродного потенциала первое слагаемое (cf°) учитывает влияние на его величину природы ве- / 2,з#Г . [Ох] Ч „ ществ, а второе ^ zf ? lg j^jpj — их концентрации. Кроме того, оба члена изменяются с температурой. Для обычной при электрохимических измерениях стандартной температуры (25 °С — 298 К), при подстановке значений постоянных величин [#=8,31 Дж/(моль-К), i7™ 96 500 Кл/моль] уравнение принимает вид: 2,3.8,31-298 lgJOxL„r+ QJgg.ig-[9^ е ^ z -96 500 b [Redl ^ г g [Red] Для построения численной шкалы электродных потенциалов нужно потенциал какого-либо электродного процесса принять равным нулю. В качестве эталона для создания такой шкалы принят электродный процесс 2Н+ -ь 2е" = Н2 Изменение энергии Гиббса, связанное с протеканием этой полуреакции при стандартных условиях, принимается равным нулю. В соответствии с этим и стандартный потенциал данного электродного процесса принят |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
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.
|
|