Окислительно-восстановительные реакции. Бахметьева Л.М - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

13
венно превратить работу химического процесса в электрическую работу,
если процесс осуществляется обратимо. Это позволяет непосредственно
определить на опыте величину
ΔG
о
ок.-вос
, измерив ее в электрических еди-
ницах. Остается лишь выразить
ΔG
о
через электродвижущие силы соответ-
ственно построенных гальванических элементов. Величина
ΔG
о
определе-
на в соответствии с правилом знаков термодинамики: положительной при-
нимается энергия, приобретаемая системой. С электрической работой дело
обстоит иначе: положительной названа работа системы над окружающей
средой (т.е. положительная величина А
эл
связана с потерей энергии систе-
мой). Это приводит к следующему уравнению, связывающему
ΔG
о
и А
эл
:
ΔG
о
= − А
эл
.
Электрическая работа определяется через электродвижущую силу (ЭДС)
Е
и прошедшее количество электричества. Если в химическом источнике тока
превращается 1 моль некоторого вещества, при этом совершается работа
А
эл
= nFE,
где F – число Фарадея, равное 9.64846·10
4
Кл/моль; n – число электронов,
участвующих в окислительно-восстановительном процессе и приходящих-
ся на одну молекулу превращаемого вещества. В результате получаем сле-
дующее соотношение между интересующей нас термодинамической вели-
чиной
ΔG и измеряемой на опыте ЭДС химического источника тока Е:
ΔG = –nFE.
Таким образом, для самопроизвольно протекающей реакции
ΔG<0, а Е>0.
Как находят значение
Е? Выше уже отмечалось, что в настоящее вре-
мя еще не разработаны ни экспериментальные, ни теоретические методы
надежного определения разностей потенциалов, соответствующих отдель-
ным электродам гальванического элемента. Можно точно определять
только ЭДС цепи, то есть алгебраическую сумму разностей потенциалов
двух электродов. Однако в большинстве случаев для практических целей
достаточно иметь условные величины, характеризующие потенциалы раз-
личных электродов по отношению к потенциалу какого-нибудь электрода,
выбранного за стандарт. Зная эти величины для двух полуэлементов, мож-
но определить ЭДС составленной из них цепи.
В настоящее время в качестве такого электрода сравнения всегда
применяется
нормальный водородный электрод. За условную величину,
характеризующую потенциал рассматриваемого электрода, принимают
ЭДС гальванического элемента, составленного из этого электрода и нор-
мального водородного электрода. Эту величину называют
электродным
потенциалом
Е данного электрода. Обсудим, что собой представляет нор-
мальный стандартный водородный электрод.

Страницы