Фізична хімія - Донбаська державна машинобудівна академія

Фізична хімія - Донбаська державна машинобудівна академія Фізична хімія - Донбаська державна машинобудівна академія

dgma.donetsk.ua
from dgma.donetsk.ua More from this publisher
30.07.2015 Views

15.1 Короткі теоретичні відомостіЕлектродом називається система, яка складається з металу та розчинуелектроліта, в який занурено цей метал. Електроди поділяють на оборотніта необоротні. Оборотні електроди – це електроди, які працюють на основіоборотного обміну іону між електродом та розчином електроліту. До електродів,оборотних відносно катіону, належать Аg/Аg + ; Сu/Сu 2+ ; Zn/Zn 2+ .Процеси на цих електродах відбуваються оборотно відносно катіону:Ag – 2e Ag + .Потенціал електроду, оборотного відносно катіону, можна обчислитиза рівнянням Нернста:RTzF0 ln aк, (15.1)де φ° – стандартний (нормальний) потенціал електроду, коли активністькатіону дорівнює 1 моль/л;а к – активність катіону;z – кількість електронів, які беруть участь в електродному процесі.До електродів, оборотних відносно аніону, належать, наприклад:Cl 2 /2Cl – ; O 2 + 2H 2 O/4OH – та інші. Під час роботи кисневого електроду відбуваєтьсяоборотний процес:O 2 + 2H 2 O +4e 4OH – .Потенціал електроду, оборотного відносно аніону, можна обчислитиза рівнянням Нернста:RTzF0 ln aа, (15.2)де φ 0 – стандартний (нормальний) потенціал електроду, коли активністьаніону дорівнює 1 моль/л;а а – активність аніону;z – кількість електронів, які беруть участь в електродному процесі.До необоротних електродів належать такі, наприклад, електроди:116

Cu/H 2 SO 4 ; Fe/NaCl та ін. Під час роботи Cu/H 2 SO 4 як негативного електродувідбувається окислення міді:Сu – 2е → Сu 2+ ,а як позитивного електроду – відновлення іонів Н + :2Н + + 2е → Н 2 .У той час, як потенціал оборотного електроду є рівноважним і йогоможна обчислити за рівнянням Нернста, потенціал необоротного електродує завжди нерівноважним, його не можна обчислити за рівнянням Нернста, аможна тільки визначити експериментальним шляхом.Оборотні електроди можна поділяти на електроди першого роду таелектроди другого роду. До електродів першого роду відносять металевіелектроди, оборотні щодо катіонів, до складу яких входить ненасиченийрозчин солі цього металу. Під час роботи такого електроду відбуваєтьсязміна концентрації іонів металу, і тому потенціал такого електроду теж зчасом змінюється. Наприклад, під час роботи цинкового електрода Zn/Zn 2+в якості аноду відбувається окислення металевого цинку:Zn – 2е → Zn 2+ ,внаслідок чого концентрація іонів цинку в розчині збільшується. Якщо такийелектрод відіграє роль катоду, все відбувається в зворотному напрямку.До електродів другого роду належать такі електроди, в яких концентраціяіонів металу в розчині є величиною сталою, для чого використовуютьнасичені розчини. Прикладом такого електроду може слугувати насиченийкаломельний електрод з насиченим розчином хлориду калію:Hg | Hg 2 Cl 2 | KCl(насичений).На каломельному електроді відбувається оборотний процес:2Hg + 2Cl – ↔ Hg 2 Cl 2 + 2e.Якщо процес відбувається в прямому напрямку, утворюється осадHg 2 Cl 2 , а якщо процес відбувається в зворотному напрямку – розчиненняосаду Hg 2 Cl 2 . При цьому концентрація іонів хлору є сталою, а отже сталим117

15.1 Короткі теоретичні відомостіЕлектродом називається система, яка складається з металу та розчинуелектроліта, в який занурено цей метал. Електроди поділяють на оборотніта необоротні. Оборотні електроди – це електроди, які працюють на основіоборотного обміну іону між електродом та розчином електроліту. До електродів,оборотних відносно катіону, належать Аg/Аg + ; Сu/Сu 2+ ; Zn/Zn 2+ .Процеси на цих електродах відбуваються оборотно відносно катіону:Ag – 2e Ag + .Потенціал електроду, оборотного відносно катіону, можна обчислитиза рівнянням Нернста:RTzF0 ln aк, (15.1)де φ° – стандартний (нормальний) потенціал електроду, коли активністькатіону дорівнює 1 моль/л;а к – активність катіону;z – кількість електронів, які беруть участь в електродному процесі.До електродів, оборотних відносно аніону, належать, наприклад:Cl 2 /2Cl – ; O 2 + 2H 2 O/4OH – та інші. Під час роботи кисневого електроду відбуваєтьсяоборотний процес:O 2 + 2H 2 O +4e 4OH – .Потенціал електроду, оборотного відносно аніону, можна обчислитиза рівнянням Нернста:RTzF0 ln aа, (15.2)де φ 0 – стандартний (нормальний) потенціал електроду, коли активністьаніону дорівнює 1 моль/л;а а – активність аніону;z – кількість електронів, які беруть участь в електродному процесі.До необоротних електродів належать такі, наприклад, електроди:116

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!