Электродные потенциалы. Электродвижущие силы — страница 4

  • Просмотров 450
  • Скачиваний 13
  • Размер файла 244
    Кб

8,314 Дж/(мольК), F=96494 Кл и Т (298 К) и замене натуральных логарифмов на десятичные уравнение упрощается: . (9.5) Например, для окислительно-восстановительной системы уравнение Нернста имеет вид . Ячейка для измерения электродного потенциала, например элемент Якоби-Даниэля, представляет собой пример электрохимического (гальванического) элемента – устройства, в котором химическая энергия окислительно-восстановительной реакции

непосредственно преобразуется в электрический ток. Их называют также химическими источниками электрической энергии (ХИЭЭ). Гальванический элемент состоит из двух полуэлементов (окислительно-восстановительных систем), соединенных между собой металлическим проводником и солевым мостиком. На каждом полуэлементе (часто называемом электродом) происходит полуреакция (электродный процесс). Процесс окисления (отдача электронов)

осуществляется на аноде (отрицательный полюс), а восстановления (прием электронов) – на катоде (положительный полюс). Например, в представленном гальваническом элементе анодом является цинковый электрод: а катодом – водородный или медный электрод: 2Н+ + 2 Н2 . Электроны от анода по внешней цели протекают к катоду. Соответствующая схема такого гальванического элемента записывается следующим образом: - водородный катод; () ZnZn2+

 - медный катод. На схеме одна вертикальная линия изображает границу раздела фаз (элетрод-раствор), а две вертикальные линии – границу между растворами (на практике она обычно обеспечивается с помощью солевого мостика – U-образной трубки с раствором электролита, необходимого для замыкания цели между двумя электродами). Причиной возникновения и протекания электрического тока в гальваническом элементе является разность

электродных потенциалов (э.д.с) двух окислительно-восстановительных систем, соединенных между собой. Э.д.с (Е) любого гальванического элемента определяется общей формулой: где Ек и Еа – электродный потенциал соответственно на катоде и на аноде. Так как может иметь только положительное значение, то Ек > Еа, т.е. катодом является электрод с более высоким электродным потенциалом. При таком осуществлении

окислительно-восстановительной реакции ее энергия превращается в электрическую энергию, которую можно использовать, включив во внешнюю цель устройство, потребляющее электрическую энергию (например, электронагревательный прибор, электрическую лампу и т.п.). Действие любого гальванического элемента основано на протекании в нем окислительно-восстановительной реакции. В простейшем случае гальванический элемент состоит из