Всего на сайте:
210 тыс. 306 статей

Главная | Добыча и разработка природных ресурсов

Тема 1.8. Электрохимия  Просмотрен 79

 

Этот раздел физической химии изучает закономерности и взаимные превращения между электрической и химической энергии.

Вещества, которые проводят электрический ток называются проводниками.

Проводники I рода – металлы и их сплавы.

Проводники II рода – растворы и расплавы электролитов.

При погружении металла (электрод) в полярный растворитель на границе раздела фаз возникает скачок потенциала j (фи), за счёт образования двойного электрического слоя, он в свою очередь образуется за счёт взаимодействия электрода с раствором, при этом происходит переход катионов металла с электрода в раствор или наоборот, то есть скачок потенциала, который возникает на границе электрод-раствор при условии равновесия между электродом и раствором называется равновесным электродным потенциалом.

Он рассчитывается по формуле Нернста:

– формула для концентрированных растворов.

где ji° - нормальный электродный потенциал;

F – число Фарадея (1F = 96500 Кл/моль);

Zi – степень окисления – восстановления ионов;

ai – активность ионов i в растворе.

ji° - потенциал данного металла, погружённого в раствор при t = 25°С с активностью ai = 1.

 

формула для разбавленных растворов.

 

Если металлы расположить в порядке возрастания их нормальных электродных потенциалов, то получим электрохимический ряд напряжения металлов или ряд химической активности:

Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, H2, Cu, Ag, Au.

каждого металла дано в справочной литературе.

j°(Н2) = 0.

У металлов до Н2 < 0,после Н2 j° > 0.

Устройство, в котором химическая энергия (то есть энергия химических реакций) превращается в электрическую называется гальваническим элементом.

В них непрерывно протекают окислительно-восстановительные процессы. На электродах поддерживается разность потенциалов, которая определяет ЭДС – электродвижущую силу элемента:

ЭДС = j2 – j1

где j2 – потенциал положительного электрода (анода)

j1 – потенциал отрицательного электрода (катода).

ЭДС является мерой способности гальванического элемента совершать электрическую работу.

 

Для измерения ЭДС применяют компенсационный метод, при котором разность потенциалов на концах цепи компенсируется выверенной по эталону разностью потенциалов от внешнего источника тока. В качестве эталона используют элемент Вестона ЭДС, которого равна 1,0183В. Расчёт ЭДС гальванического элемента определяют по формуле:

где lэт – положение контакта на реохорде эталона;

lх – положение контакта на реохорде элемента, ЭДС которого определяют

Электролизом называют совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих у катода и анода при прохождении постоянного электрического тока через растворы или расплавы электролитов.

Протекание первичных анодных и катодных процессов подчиняются законам Фарадея.

 


Предыдущая статья:Пример 8, Бромбензол от высококипящих примесей очищают перегонкой с водяным паро.. Следующая статья:Пример 1, Ток, проходя через раствор кислоты выделяет за 3мин 50см3 водорода, из..
page speed (0.01 sec, direct)