Общая химия. Горохов А.А. - 125 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

125
Между ЭДС электрохимического элемента, константой равновесия
электрохимической реакции и активностями реагентов существует
зависимость. Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию,
аА+bВ=сС+dD
протекающую обратимо в электрохимическом элементе, и найдем для этого
элемента значение ЭДС (Е). Обозначим активности реагирующих веществ
через a
A
, a
B
, a
C
, a
D
. Согласно уравнению изотермы химической реакции энергия
Гиббса этой реакции равна:
b
B
a
A
d
D
c
C
a
aa
aa
lnK(lnRTG
⋅
⋅
−=∆− (44)
где К
а
– константа равновесия; a
C
, a
D
, a
A
, a
B
, - начальные (неравновесные)
активности реагентов. Учитывая формулу (43), получаем термодинамическое
выражение для ЭДС элемента:
)
aa
aa
lnK(ln
nF
RT
E
b
B
a
A
d
D
c
C
aэ
⋅
⋅
−= (45)
ЭДС элемента, относящуюся к стандартным условиям, когда a
A
=a
B
=a
C
=a
D
=1,
обозначают Е
0
и называют стандартной ЭДС. При активностях участников
реакции равных единице, из (45) получим:
a
0
0
Kln
n
b
E = (46)
где
T1061,8
F
RT
b
4
0
−
⋅== ; (47)
при 298 К b
0
=0,0258 В.
В зависимости от природы и свойств электродов, из которых составлена
электрохимическая система, различают химические и концентрационные цепи.
В химических цепях электроды отличаются друг от друга химическими
свойствами. В этих цепях источником электрической энергии служит
химическая реакция. Различают химические цепи с двумя и одним
электролитом. К электрохимическим элементам с двумя электролитами
относится элемент Даниэля-Якоби. 
     Между ЭДС электрохимического элемента, константой равновесия
электрохимической        реакции     и     активностями          реагентов   существует
зависимость. Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию,
                                         аА+bВ=сС+dD
протекающую обратимо в электрохимическом элементе, и найдем для этого
элемента значение ЭДС (Е). Обозначим активности реагирующих веществ
через aA, aB, aC, aD. Согласно уравнению изотермы химической реакции энергия
Гиббса этой реакции равна:
                                                  a cC ⋅ a dD
                            − ∆G = RT (ln K a − ln a b                             (44)
                                                  aA ⋅ aB
где Ка – константа равновесия; aC, aD, aA, aB, - начальные (неравновесные)
активности реагентов. Учитывая формулу (43), получаем термодинамическое
выражение для ЭДС элемента:
                                   RT             a cC ⋅ a dD
                              Eэ =    (ln K a − ln a b )                           (45)
                                   nF             aA ⋅aB
ЭДС элемента, относящуюся к стандартным условиям, когда aA=aB=aC=aD =1,
обозначают Е0 и называют стандартной ЭДС. При активностях участников
реакции равных единице, из (45) получим:
                                                 b0
                                          E0 =      ln K a                         (46)
                                                 n
                                             RT
                                 где b 0 =      = 8,61 ⋅ 10 − 4 T ;                (47)
                                              F
при 298 К b0=0,0258 В.
     В зависимости от природы и свойств электродов, из которых составлена
электрохимическая система, различают химические и концентрационные цепи.
В химических цепях электроды отличаются друг от друга химическими
свойствами. В этих цепях источником электрической энергии служит
химическая реакция. Различают химические цепи с двумя и одним
электролитом. К электрохимическим элементам с двумя электролитами
относится элемент Даниэля-Якоби.


                                                                                    125

Страницы