Физическая химия. Килимник А.Б. - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Разность обратимых электродных потенциалов на полюсах правильно разомкнутого гальваническо-
го элемента называется электродвижущей силой (э. д. с.).
Гальванические элементы применяются для исследования свойств веществ и их растворов (∆H, ∆G,
∆S, a, K
дисс
, рH), в полярографическом и потенциометрическом анализе, при исследовании кинетики
электродных процессов.
Разработаны и производятся химические источники электрического тока (сухие элементы, щелоч-
ные и кислотные аккумуляторы, топливные элементы).
В гальваническом элементе Даниеля–Якоби протекают электродные процессы:
Zn → Zn
2+
+ 2e (анодная реакция)
и
Cu
2+
+ 2e → Cu (катодная реакция).
Согласно закону М. Фарадея при прохождении через гальванический элемент 96484,56 Кл на
электродах преобразуется по одному моль-эквиваленту веществ.
Майкл Фарадей (1791 – 1867) – английский физик и химик.
Родился 22 ноября 1791 г. в Лондоне.
Учился самостоятельно. С 1813 г. работал в лаборатории Г. Дэви в Королевском институте в
Лондоне (с 1825 – ее директор), с 1827 г. – профессор Королевского института.
Один из основателей электрохимии. Установил количественные законы электролиза (1833 –
1836). Ввел понятие диэлектрической проницаемости.
Член Лондонского королевского общества (1824). Иностранный член Петербургской АН (1831).
В обратимых условиях электрическая работа, совершаемая за счет протекающих в гальваническом
элементе химических реакций, максимальна и равна изменению энергии Гиббса.
Если изменение энергии Гиббса представить в электрических единицах, то мы получим уравне-
ние
∆G
T
= –
nFE
о
,
где n – число электронов, участвующих в электродном процессе при окислении или восстановлении
одного моля вещества; E
о
– электродвижущая сила гальванического элемента.
Изменение энергии Гиббса, сопровождающее превращение исходных веществ в конечные
(Zn + Cu
2+
→ Zn
2+
+ Cu; Т = const и Р = const), равно
0
2
2
]Zn[]Сu[
]Cu[]Zn[
lnln nFERTKRTG
T
−=+−=∆
+
+
.
Решение этого уравнения относительно E
0
(при [Zn] = [Cu] = 1) имеет вид
]Zn[
]Cu[
ln
2
2
0
+
+
+=
nF
RT
EE
o
.
Для электродных потенциалов медного и цинкового электродов можно записать
]Cu[ln
2
Cu/CuCu/Cu,0
22
+
+=
++
n
F
RT
EE
o
.
]Zn[ln
2
Cu/CuCu/Cu,0
22
+
+=
++
nF
RT
EE
o
.
В общем виде уравнение для расчета обратимых электродных потенциалов (уравнение Нернста) запи-

Страницы