УРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА

При стандартных условиях электродные потенциалы имеют определенные стандартные значения. Для условий, отличных от стандартных (иная концентрация электролита и иная температура) электродные потенциалы будут иметь другие значения. Их можно рассчитать, исходя из стандартных потенциалов Е°поуравнению электродного потенциала, или СЛ. 12 (0) урав-нению Нернста:

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8,3144 Дж/(мольК); Т— термодинамическая температура, К; z — заряд иона; F— постоянная Фарадея, равная 9,6485*10⁴ Кл/моль; а — активность ионов в растворе, моль/л.

При подстановке числовых значений универсальной газовой постоянной и постоянной Фарадея и при переходе к десятичным логарифмам и при комнатной температуре (18 — 22 °С) можно использовать уравнение Нернста в следующей форме:

(1)

Например: Потенциал медного электрода (z= 2) в растворе с активностью а = 0,001 моль/л равен:

(2)

При активности электролита в растворе (практически равной для разбавленных растворов молярной концентрации), меньшей 1 моль/л, электродный потенциал уменьшается при прочих равных условиях.

Поскольку электродный потенциал зависит от концентрации электролита, то можно получить гальванический элемент, совмещая химически одинаковые электроды, отличающиеся только концентрацией электролита. (3)Такие гальванические элементы называются концентрационными. В общем виде концентрационный элемент можно описать формулой:

(+) Металл | Электролит (а₁) ||Электролит (а₂)|Металл ( - )

ЭЛЕКТРОЛИЗ. ПРИВЦИПИАЛЬНЫЕ РАЗЛИЧИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА И ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

При прохождении электрического тока через металлы (проводники 1-го рода) они остаются неизменными, тогда как при прохождении электрического тока через расплавы или растворы электролитов (проводники 2-го рода) на электродах протекают процессы превращения одних веществ в другие.

При прохождении постоянного тока через расплав электролита катионы перемещаются к отрицательному электроду (катоду) и разряжаются на нем, анионы перемещаются к положительному электроду (аноду) и разряжаются на электроде.

В результате электролит разлагается (возможно и разрушение анода). СЛ. 13 (0)Такой процесс называется электролизом. Электролиз есть разложение химического соединения под действием электрического тока, сопровождающееся разрядом ионов.

При электролизе следует различать два параллельных полупроцесса: на катоде происходит прием электронов ионами, т.е. их восстановление, на аноде происходит отдача электронов ионами, т.е. их окисление.

Например: В расплаве хлорида натрия при прохождении через него постоянного тока протекают следующие процессы. На катоде разряжаются ноны Na⁺, а на аноде разряжаются ионы С1^-: (1)NaCl = Na⁺ + Cl^-

на катоде Na⁺ + e = Na⁰ (восстановление)

на аноде С1^- - е = С1° (окисление)

2С1° = С1₂ (образование молекул)

Общее уравнение процесса, протекающего в расплаве NаС1 под действием электрического тока: 2NаС1 – электролиз ® 2Na + Cl₂.

СЛ. 13 (2)Электролиз — это окислительно-восстановительный процесс, при котором полупроцессы окисления и восстановления отделены друг от друга в пространстве. Полупроцессы при электролизе называются: анодным окислением и катодным восстановлением.

СЛ. 15 (0)Следует обратить внимание на то, что

в гальваническом элементе отрицательный электрод — анод, а положительный электрод — катод;

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: