Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Теория гальванических элементов

Читайте также:
  1. I. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ФИГУР
  2. III. ТЕОРИЯ ВНЕШНИХ И ВЗАИМНЫХ ВЛИЯНИЙ
  3. Безопасные уровни потребления микроэлементов детьми и подростками школьного возраста.
  4. Биологические и социальные условия развития личности. Теория двух факторов.
  5. Бюрократическая теория организации
  6. Взаимодействие легирующих элементов с железом и углеродом
  7. Виды соединения элементов в систему
  8. Выбор заготовки и баз при обработке заготовки. Понятие о базах. Правила базирования. Схемы базирования. Погрешность базирования. Условные обозначения базирующих элементов.
  9. Геотектоническое районирование. Принципы выделения и классификация геоструктурных элементов
  10. Гидравлическая теория смазки 13.1. Ламинарное движение жидкости в узких щелях

Гальванические элементы. Электродный потенциал металла

Согласно гидратационной теории гальванических элементов, при погружении металла в воду ионы его поверхностного слоя под действием полярных молекул воды отрываются, и в гидратированном состоянии переходят в раствор. В самом металле появляется избыток электронов, придающих ему отрицательный заряд.

 

 

В результате формирования двойного электрического слоя между металлом и окружающей его водной средой создается некоторая разность потенциалов, которую принято называть электродным потенциалом металла (φ0). По мере перехода ионов металла в водную среду увеличивается отрицательный заряд металла и положительный заряд раствора. Поэтому все чаще ионы металла притягиваются обратно на металлическую пластинку. Наступает равновесие:

 

Возьмем два сосуда. В один из них, содержащий раствор сульфата цинка, опустим цинковый электрод, а в другой, содержащий раствор сульфата меди - медный электрод. Растворы соединим с помощью трубки, заполненной раствором электролита (насыщенным раствором KCl).

Металл, электродный потенциал) которого более положительный, будет катодом. Металл, электродный потенциал ) которого более отрицательный – анодом. На катоде всегда протекает процесс восстановления, а на аноде – окисление.

 

электроды Заряд во внешней цепи, φ Процессы, протекающие на электродах
анод Более отрицательный окисление
а о о
катод Более положительный восстановление
к п в

 

 

Гальванический элемент с применением соединительной трубки

Электродный потенциал цинка меньше электродного потенциала меди, поэтому в данном гальваническом элементе цинковый электрод будет анодом, а медный - катодом.

φ0 Zn2+/ Zn = - 0,76 В,

φ0 Cu2+/Cu =+0,34 В.

Такая схема означает, что цинковый электрод опущен в раствор его соли, а медный электрод – в раствор соли меди. Между растворами расположена пористая перегородка или соединительная трубка.

Причиной возникновения электрического тока в гальваническом элементе, т.е. причиной передвижения электронов по внешней цепи, является разность потенциалов взятых электродов

Гальванический элемент изображается электрохимической схемой:

Одна черта обозначает поверхность раздела между электродом и раствором, две черты – пористую перегородку или соединительную трубку между растворами. Цинковый электрод, с которого поступают электроны, считается отрицательным, а медный – положительным. Названия электродам даются в соответствии с протекающими на них процессами. Анодом называется электрод, на котором протекает окислительный процесс. Катодом - электрод, на котором протекает восстановительный процесс.

Происходящие в гальваническом элементе процессы можно выразить электродными уравнениями:

Анод: Zn0-2e → Zn2+, окисление

в-ль

Катод: Cu2+ + 2e→ Cu0, восстановление

о-ль

Используя электродные потенциалы (φ), можно определить направление тока в гальваническом элементе и вычислить его электродвижущую силу (Е). При вычислении ЭДС гальванического элемента из потенциала катода вычитают потенциал анода.

Е0= φ0о-ль - φ0в-ль или Е0= φ0катода- φ0анода (в стандартных условиях);

Е= φо-ль - φв-ль или Е= φкатода- φанода (в реальных условиях).

 

Потенциал металла φ вычисляется по уравнению Нернста:

 

φ МеZ+/ Me = φ0 МеZ+/ Me+ RT/zF*ln[МеZ+] ;

 

где R – универсальная газовая постоянная;

T – температура по абсолютной шкале;

F – число Фарадея;

n – валентность металла (зарядность иона)

Преобразовав данное уравнение для стандартных условий, получают:

 

φ МеZ+/ Me = φ0 МеZ+/ Me + 0,059/z*lg [МеZ+] .

 

Если Е>0, то электрохимический процесс вероятен, т.е. в гальваническом элементе будет протекать электрический ток.

 


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Тема. Электрохимические процессы | Электролиз. Прохождение постоянного электрического тока через электролит

Дата добавления: 2014-09-29; просмотров: 825; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.003 сек.