Разные электроды, погруженные в один электролит: элемент Вольта.

Гальванический элемент.

Гальванический элемент – хим.источник постоянного тока, состоящий из одной гальванической ячейки, в состав к-й входят два электрода с разными потенциалами, соединенные металлическим проводником, и раствор электролита, содержащий реагенты, необходимые для протекания электродных р-й, внешняя цепь, внутренняя цепь – полупроницаемая перегородка или солевой мостик. В ГЭ происходит превращение хим. энергии окисл-восст. р-й в электрическую энергию.

Типы ГЭ:

1.Разные электроды, разные электролиты. Медно-цинковый ГЭ Даниэля-Якоби.

 

Процессы на электродах:

 

Разные электроды, погруженные в один электролит: элемент Вольта.

Впервые был применен Вольтом, к-й собрал «столбики» из металлических медных и цинковых пластин, разделенных сукном, пропитанным серной кислотой. Обладает значительной ЭДС. Медный электрод – инертный. На нем происходит выделение водорода.

 

 

3. Концентрационный ГЭ. Два электрода, 2 одинаковых электролита с разной концентрацией. Концентрация потенциалоопределяющих ионов в анодной зонеГЭ меньше, чем в катодной.

 

 

Ф-лы расчета ЭДС ГЭ:

 

 

Типы электродов

Необратимые – изменение направления эл.тока влияет на процесс.Серебряная пластинка в р-ре кислоты.

Обратимые – изменение направления эл.тока не влияет на процесс.Серебряная пластинка в р-ре нитрата серебра.

В зависимости от свойств в-в и свойств заряженных частиц обратимые электроды подразделяются:

Электроды 1го рода а) Металлическая пластинка в р-ре своей соли.

б) Амальгамные электроды – металл в ртути.(Элемент Вестана)

в) Газовые электроды: водородный, кислородный.

Электроды 2го рода – металлическая пластинка. Покрытая слоем малорастворимого в-ва этого металла, погруженная в насыщенный раствор соли,содержащей одноименный анион с осадком. Имеют постоянный потенциал.

ОВ-электрод Платиновая проволока, контактирующая одновременно с окислительно-восстановительной парой.

ИСЭ(ионно-селективные электроды) – датчики, потенциалы к-х линейны, зависят от логарифма концентрации определяемого иона.

Поляризация электродов – это изменение потенциалов электродов при прохождении тока по сравнению с равновесным значением. При прохождении тока потенциал анода увеличивается, а потенциал катода уменьшается по сравнению с равновесным. Поляризационная кривая – графическая зависимость потенциалов электродов от плотности.

Поляризация – концентрационная(вызвана изменением концентрации реагентов в приэлектродной зоне при прохождении тока) и электрохимическая (вызвана замедленностью собственно электрохимической р-й, к-я объясняется существенной перестройкой структуры реагирующих частиц в ходе р-и – перенапряжение)

ЭДС – максимальная разность потенциалов электродов, к-я может быть получена при работе ГЭ.

Электродный потенциал – разность потенциалов между металлом и раствором, обусловленная возникновением двойного электрического слоя. Стандартный электродный потенциал – при н.у и активности ионов металла 1 моль/л. Равновесный электродный потенциал – при установлении равновесия электродной р-и.

ТОР(токообразующая р-я) – суммарная р-я протекающая в ГЭ, включающая процессы окисления и восстановления.

Анод – электрод, на к-м протекает процесс окисления. В гальванических и коррозионных элементах имеет более отрицательный потенциал, чем катод. При электролизе заряжен положительно, т.к. подключен к + источника.

Катод - электрод, на к-м протекает процесс восстановления. В гальванических и коррозионных элементах имеет более положительный потенциал, чем анод. При электролизе заряжен отрицательно, т.к. подключен к – источника.

Гальванический первичный элемент - устройство для прямого преобразования химической энергии реагентов в электрическую. Реагенты (окислитель и восстановитель) входят непосредственно в состав гальванического элемента и расходуются в процессе работы. Источник тока одноразового действия. Н-р, батарейки.

Топливный элемент(ТЭ) – устройство для преобразования химической энергии реагентов в электрическую, причем окислитель и восстановитель хранятся вне элемента и в процессе работы непрерывно и раздельно подаются к электродам, к-е не расходуются. В отличие от первичны ГЭ могут работать длительное время.

Уравнение Нернста  - выражение, отражающее зависимость электродного потенциала от внешних условий.

 

 

Для металлического электрода при н.у.

 

 

Для газовых электродов