Химия. Лобачева Г.К. - 72 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

— 72 —
Òåìà 8
ÝËÅÊÒÐÎÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ
Õèìè÷åñêèå ïðîöåññû, êîòîðûå ñîïðîâîæäàþòñÿ âîçíèê-
íîâåíèåì ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà èëè ñàìè âûçûâàþòñÿ èì, íàçû-
âàþòñÿ ýëåêòðîõèìè÷åñêèìè. Ýëåêòðîäíûå ïîòåíöèàëû — ýòî òà
ýíåðãèÿ, êîòîðóþ íóæíî çàòðàòèòü (ïîëîæèòåëüíûé ýëåêòðîõè-
ìè÷åñêèé ïîòåíöèàë) èëè êîòîðóþ íóæíî ïîëó÷èòü (îòðèöà-
òåëüíûé ýëåêòðîõèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë) ïðè ïåðåíîñå åäèíèöû
ýëåêòðè÷åñòâà èç áåñêîíå÷íîñòè â äàííóþ òî÷êó.
Âñëåäñòâèå âëèÿíèÿ öåëîãî ðÿäà ôàêòîðîâ íà ãðàíèöå ìå-
òàëë — ðàñòâîð ýëåêòðîëèòà âîçíèêàåò ñêà÷îê ïîòåíöèàëà (ýëåê-
òðîäíûé ïîòåíöèàë). Ðàâíîâåñíûé ïîòåíöèàë:
ν
1
=
ν
2
.
Ìå + mH
2
O Me
+n
.
mH
2
O + ne (1)
Ýòî óðàâíåíèå ïîêàçûâàåò, ÷òî ïåðåõîä èîíîâ ìåòàëëà â ðà-
ñòâîð ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîòåðåé ýëåêòðîíîâ àòîìàìè ìåòàëëîâ, òî
åñòü ÿâëÿåòñÿ ïðîöåññîì îêèñëåíèÿ. Îáðàòíûé ïðîöåññ ïðåâðàùå-
íèÿ ãèäðàòèðîâàííûõ èîíîâ ìåòàëëà â àòîìû — ïðîöåññ âîññòà-
íîâëåíèÿ.
| | | | | | | | | | | | | | | | | |
раствор
Me
+
2
SO
4
2
\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
+ + + + + + + + + + + +
Ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ (1) çàâèñèò êàê îò àêòèâíîñòè ìå-
òàëëà, òàê è îò êîíöåíòðàöèè åãî èîíîâ â ðàñòâîðå. Åñëè êîíöåí-
òðàöèÿ Ìå
+2
â ðàñòâîðå ìåíüøå ðàâíîâåñíîé, òî ïðè ïîãðóæåíèè
Ìå â ðàñòâîð ðàâíîâåñèå ñìåùàåòñÿ âïðàâî è èîíû Ìå ïåðåõîäÿò
â ðàñòâîð, ýëåêòðîíû æå îñòàþòñÿ ó ïîâåðõíîñòè, îáóñëàâëèâàÿ
åãî îòðèöàòåëüíûé çàðÿä ïî îòíîøåíèþ ê ðàñòâîðó. Ïî ìåðå ïå-
ðåõîäà èîíîâ Ìå
+2
â ðàñòâîð îòðèöàòåëüíûé çàðÿä ìåòàëëà ðàñòåò.
Ðàñòåò è ñêà÷îê ïîòåíöèàëà íà ãðàíèöå ìåòàëë — ðàñòâîð ýëåêò-
Òåìà 8



         ÝËÅÊÒÐÎÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ


      Õèìè÷åñêèå ïðîöåññû, êîòîðûå ñîïðîâîæäàþòñÿ âîçíèê-
íîâåíèåì ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà èëè ñàìè âûçûâàþòñÿ èì, íàçû-
âàþòñÿ ýëåêòðîõèìè÷åñêèìè. Ýëåêòðîäíûå ïîòåíöèàëû — ýòî òà
ýíåðãèÿ, êîòîðóþ íóæíî çàòðàòèòü (ïîëîæèòåëüíûé ýëåêòðîõè-
ìè÷åñêèé ïîòåíöèàë) èëè êîòîðóþ íóæíî ïîëó÷èòü (îòðèöà-
òåëüíûé ýëåêòðîõèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë) ïðè ïåðåíîñå åäèíèöû
ýëåêòðè÷åñòâà èç áåñêîíå÷íîñòè â äàííóþ òî÷êó.
      Âñëåäñòâèå âëèÿíèÿ öåëîãî ðÿäà ôàêòîðîâ íà ãðàíèöå ìå-
òàëë — ðàñòâîð ýëåêòðîëèòà âîçíèêàåò ñêà÷îê ïîòåíöèàëà (ýëåê-
òðîäíûé ïîòåíöèàë). Ðàâíîâåñíûé ïîòåíöèàë: ν1= ν2.
               Ìå + mH2O ↔ Me+n . mH2O + ne                 (1)
      Ýòî óðàâíåíèå ïîêàçûâàåò, ÷òî ïåðåõîä èîíîâ ìåòàëëà â ðà-
ñòâîð ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîòåðåé ýëåêòðîíîâ àòîìàìè ìåòàëëîâ, òî
åñòü ÿâëÿåòñÿ ïðîöåññîì îêèñëåíèÿ. Îáðàòíûé ïðîöåññ ïðåâðàùå-
íèÿ ãèäðàòèðîâàííûõ èîíîâ ìåòàëëà â àòîìû — ïðîöåññ âîññòà-
íîâëåíèÿ.
                    \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
                    ++++++ + + + + + +

                    | | | | | | | | | | | | | | | | | |
                                 раствор
                                 +2
                                Me SO −42

     Ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ (1) çàâèñèò êàê îò àêòèâíîñòè ìå-
òàëëà, òàê è îò êîíöåíòðàöèè åãî èîíîâ â ðàñòâîðå. Åñëè êîíöåí-
òðàöèÿ Ìå+2 â ðàñòâîðå ìåíüøå ðàâíîâåñíîé, òî ïðè ïîãðóæåíèè
Ìå â ðàñòâîð ðàâíîâåñèå ñìåùàåòñÿ âïðàâî è èîíû Ìå ïåðåõîäÿò
â ðàñòâîð, ýëåêòðîíû æå îñòàþòñÿ ó ïîâåðõíîñòè, îáóñëàâëèâàÿ
åãî îòðèöàòåëüíûé çàðÿä ïî îòíîøåíèþ ê ðàñòâîðó. Ïî ìåðå ïå-
ðåõîäà èîíîâ Ìå+2 â ðàñòâîð îòðèöàòåëüíûé çàðÿä ìåòàëëà ðàñòåò.
Ðàñòåò è ñêà÷îê ïîòåíöèàëà íà ãðàíèöå ìåòàëë — ðàñòâîð ýëåêò-

                                 — 72 —