Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 56 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Согласно вышесказанному, элемент Даниэля-Якоби явля-
ется гальваническим. Схематически такой гальванический эле-
мент Даниэля-Якоби изображается следующим образом:
CuCuZnZn
22 ++
.
3. Если элемент Даниэля-Якоби подключить к внешнему
источнику тока, то при напряжении равным или большем ЭДС
элемента наблюдается движение электронов по внешней цепи
справа налево. Тем самым электрический ток пойдет в обратном
направлении и начнется электролиз. Равновесие (5.1) смещается
влево.
Электролиз – это химические реакции, идущие под дейст-
вием внешнего источника тока (рис. 8).
KCl
Zn
−
K
−+
+
2
4
2
SOZn
Cu
+
A
−+
+
2
4
2
SOCu
Рис. 8. Работа гальванического элемента Даниэля-Якоби
и электролиз
В результате цинк будет выделяться из раствора и осаж-
даться на цинковом электроде – катоде. В свою очередь, медная
пластина, являющаяся анодом, будет растворяться и ионы
+2
Cu
,
образующиеся при этом, переходят в раствор. При этом химиче-
ское равновесие рассматриваемой реакции смещается справа на-
лево.
108
Таким образом, окислительно-восстановительные реакции,
работа химических источников электрической энергии и элек-
тролиз – по существу, один и тот же обратимый процесс, реали-
зуемый различными способами и смещением равновесия вправо
или влево:
CuZnSOCuSOZn
44
1
2
++
⇔
k
k
.
5.2. Водородный электрод и ряд напряжений металлов
Измерить потенциал электрода нельзя. Можно из-
мерить только разность потенциалов положительного электрода
(катода) и отрицательного электрода (анода) с каким-либо элек-
тродом сравнения, потенциал которого принимают за нуль отче-
та, тогда потенциал второго электрода будет равен ЭДС элемен-
та. Таким образом, можно определить относительный потенциал
любого электрода.
В электрохимии за нуль принимают потенциал водородно-
го электрода (рис. 9). Он состоит из стеклянного сосуда, запол-
ненного 2н раствором серной кислоты. В этот раствор вводят
электрод из платины, покрытый платиновой чернью для увеличе-
ния активности поверхности. В сосуд снизу пропускают поток
чистого водорода; он адсорбируется на поверхности платины,
образуя сплошной мономолекулярный слой. Между молекулами
водорода в этом слое и ионами водорода в растворе устанавлива-
ется равновесное состояние:
e22HH
2
+⇔
+
.
Платина заряжается отрицательно, а раствор положи-
тельно. Возникает скачок потенциала между платиной и раство-
ром.
109 
      Согласно вышесказанному, элемент Даниэля-Якоби явля-             Таким образом, окислительно-восстановительные реакции,
ется гальваническим. Схематически такой гальванический эле-      работа химических источников электрической энергии и элек-
мент Даниэля-Якоби изображается следующим образом:               тролиз – по существу, один и тот же обратимый процесс, реали-
                                Zn Zn 2+ Cu 2+ Cu .              зуемый различными способами и смещением равновесия вправо
                                                                 или влево:
      3. Если элемент Даниэля-Якоби подключить к внешнему                                      k1
источнику тока, то при напряжении равным или большем ЭДС                          Zn + CuSO 4 ⇔ ZnSO 4 + Cu .
                                                                                               k2
элемента наблюдается движение электронов по внешней цепи
справа налево. Тем самым электрический ток пойдет в обратном
                                                                    5.2. Водородный электрод и ряд напряжений металлов
направлении и начнется электролиз. Равновесие (5.1) смещается
влево.
                                                                       Измерить потенциал        электрода нельзя. Можно из-
       Электролиз – это химические реакции, идущие под дейст-
                                                                 мерить только разность потенциалов положительного электрода
вием внешнего источника тока (рис. 8).
                                                                 (катода) и отрицательного электрода (анода) с каким-либо элек-
                                                                 тродом сравнения, потенциал которого принимают за нуль отче-
                                                                 та, тогда потенциал второго электрода будет равен ЭДС элемен-
                                                                 та. Таким образом, можно определить относительный потенциал
                                                                 любого электрода.
                                     KCl
                                                                       В электрохимии за нуль принимают потенциал водородно-
                                                                 го электрода (рис. 9). Он состоит из стеклянного сосуда, запол-
                         Zn                       Cu
                −
                                                                 ненного 2н раствором серной кислоты. В этот раствор вводят
               K                                          +      электрод из платины, покрытый платиновой чернью для увеличе-
                                                         A       ния активности поверхности. В сосуд снизу пропускают поток
                                                                 чистого водорода; он адсорбируется на поверхности платины,
                                                                 образуя сплошной мономолекулярный слой. Между молекулами
              Zn    2+
                         + SO   2−           Cu 2 + + SO 24 −    водорода в этом слое и ионами водорода в растворе устанавлива-
                                4
                                                                 ется равновесное состояние:
                                                                                         H 2 ⇔ 2H + + 2e .
      Рис. 8. Работа гальванического элемента Даниэля-Якоби            Платина заряжается отрицательно, а раствор  положи-
                            и электролиз                         тельно. Возникает скачок потенциала между платиной и раство-
                                                                 ром.
      В результате цинк будет выделяться из раствора и осаж-
даться на цинковом электроде – катоде. В свою очередь, медная
пластина, являющаяся анодом, будет растворяться и ионы Cu 2+ ,
образующиеся при этом, переходят в раствор. При этом химиче-
ское равновесие рассматриваемой реакции смещается справа на-
лево.
                             108                                                              109

Страницы