Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Гальванические элементы





Гальванический элемент – это устройство, которое преобразует энергию окислительно-восстановительной химической реакции в электрическую энергию. В гальваническом элементе один из электродов является катодом, а другой – анодом.

Катод – электрод, на котором происходит реакция восстановления, а анод – на котором происходит реакция окисления.

Электродные потенциалы вычисляют по уравнению Нернста:

 

- для электродов 1-го рода

, (4.2.1)

где Е0 – стандартный электродный потенциал (таблица 4.1); п – число электронов, участвующих в элементарной электродной реакции; Скатион - молярная концентрация ионов металла в растворе.

 

Для водородного электрода (H+ + e = 1/2H2) уравнение Нернста имеет вид:

, (4.2.2)

где - относительное парциальное давление водорода (величина безразмерная), - парциальное давление водорода, Па

 

Для кислородного электрода (1/2O2 +H2O + 2 e = 2OH-) уравнение Нернста имеет вид:

, (4.2.3)

где - относительное парциальное давление кислорода (величина безразмерная), - парциальное давление кислорода, Па

 

- для электродов 2-го рода

, (4.2.4)

где Санион – молярная концентрация анионов труднорастворимой соли электрода 2-го рода в растворе.

 

Электродвижущую силу гальванического элемента (э.д.с.) определяют как разницу электродных потенциалов

, (4.2.5)

где Е2 – электродный потенциал катода, Е1 – электродный потенциал анода.

Уравнение токообразующей реакции гальванического элемента записывают как сумму электродных реакций. Например, для гальванического элемента Якоби-Даниеля

Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu

токообразующей является реакция

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu,

которая получается после суммирования уравнений электродных процессов:

катод: Cu2+ + 2 = Cu0

анод: Zn0 - 2 = Zn2+

-------------------------------------

Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu

Последнее уравнение является сокращенным ионным уравнением токообразующей реакции.

Изменение свободной энергии Гиббса в токообразующей реакции связано с э.д.с. гальванического элемента уравнением

, (4.2.6)

где - изменение свободной энергии Гиббса, Дж/моль-экв; п – число электронов, участвующих в токообразующей реакции; - э.д.с., В; F – число Фарадея.

Зная стандартную э.д.с., можно рассчитать константу равновесия протекающей в элементе реакции:

.

Литература: [1], c. 234 – 259; [2], c. 112 – 118, 125 – 129.

 

Таблица 4.1 Стандартные электродные потенциалы при 250С

 

Электрод Электродная реакция Е0, В
Li+|Li Mg2+|Mg Al3+|Al Ti2+|Ti Mn2+|Mn Zn2+|Zn Fe2+|Fe Ni2+|Ni Sn2+|Sn H+|H2,Pt Br-|AgBr,Ag Cl-|AgCl,Ag Cu2+|Cu OH-|O2,Pt I-|I2,Pt Ag+|Ag Br-|Br2,Pt Cl-|Cl2,Pt Li+ + e =Li Mg2+ +2 e = Mg Al3+ + 3 e = Al Ti2+ + 2 e = Ti Mn2+ + 2 e = Mn Zn2+ + 2 e = Zn Fe2+ + 2 e = Fe Ni2+ + 2 e = Ni Sn2+ + 2 e = Sn H+ + e = 1/2H2 AgBr + e = Ag + Br- AgCl + e = Ag + Cl- Cu2+ + 2 e = Cu 1/2O2 +H2O + 2 e = 2OH- I2 + 2 e = 2I- Ag+ + e = Ag Br2 + 2 e = 2 Br- Cl2 + 2 e = 2Cl- - 3,045 - 2,363 - 1,662 -1,628 - 1,180 -0,763 - 0,440 - 0,250 - 0,136 0,000 + 0,073 + 0,222 + 0,337 + 0,401 + 0,536 + 0,799 + 1,065 + 1,360






Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 594. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...


Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Устройство рабочих органов мясорубки Независимо от марки мясорубки и её технических характеристик, все они имеют принципиально одинаковые устройства...

Ведение учета результатов боевой подготовки в роте и во взводе Содержание журнала учета боевой подготовки во взводе. Учет результатов боевой подготовки - есть отражение количественных и качественных показателей выполнения планов подготовки соединений...

Сравнительно-исторический метод в языкознании сравнительно-исторический метод в языкознании является одним из основных и представляет собой совокупность приёмов...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия