Химия. Лобачева Г.К. - 86 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

— 86 —
Îäèí èç ýëåêòðîäîâ ÿâëÿåòñÿ âîäîðîäíûì, à äðóãîé õëîð-
íûì ýëåêòðîäîì. Ñòàíäàðòíûå ïîòåíöèàëû ýòèõ ýëåêòðîäîâ ñîîò-
âåòñòâåííî:
ŰÍ
2
Í
+
=0,00 â; ŰCl
2
Cl
!
= 1,358 â
Å
ÝÄÑ
= Ű Ñl
2
Cl
!
— E°H
2
Í
+
= 1,358 â = ÝÄÑ
Ýòó ÝÄÑ è íóæíî ïðåîäîëåòü. Ê ÝÄÑ îò èñòî÷íèêà òîêà
íóæíî äîáàâèòü ÝÄÑ íà ïðåîäîëåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ýëåêòðîëèòà.
Ýòî äîïîëíèòåëüíîå íàïðÿæåíèå, êîòîðîå íóæíî ïðèëîæèòü èç-
âíå ïðè ýëåêòðîëèçå (ñâåðõ ïîòåíöèàëà ðàçëîæåíèÿ ýòîãî âåùå-
ñòâà), íàçûâàåòñÿ ïåðåíàïðÿæåíèåì. Îáùåå íàïðÿæåíèå âíåøíåãî
èñòî÷íèêà òîêà, ïðè êîòîðîì íà÷èíàåòñÿ ýëåêòðîëèç, íàçûâàåò-
ñÿ íàïðÿæåíèåì ðàçëîæåíèÿ.
Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ðàçðÿäà èîíà
Ìîæíî áûëî áû îæèäàòü, ÷òî ïðè ðàçðÿäå êàòèîíîâ íà Ê
!
ëåã÷å âñåãî áóäóò ðàçðÿæàòüñÿ òå èç íèõ, êîòîðûì îòâå÷àåò íàè-
áîëüøåå çíà÷åíèå ïîëîæèòåëüíîãî ïîòåíöèàëà. Àíàëîãè÷íî ïðè
ïåðåõîäå ñ àíîäà â ðàñòâîð êàêèõ-ëèáî ïîëîæèòåëüíûõ èîíîâ
(àíîäíîå ðàñòâîðåíèå âåùåñòâà) ëåã÷å âñåãî â ðàñòâîð áóäóò ïå-
ðåõîäèòü òå èç íèõ, êîòîðûì îòâå÷àåò íàèáîëüøåå îòðèöàòåëüíîå
çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà. Îäíàêî óêàçàííàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ðàç-
ðÿäà èîíîâ è èõ îáðàçîâàíèÿ íà ýëåêòðîäàõ ÷àñòî íàðóøàåòñÿ èç-
çà ïåðåíàïðÿæåíèÿ.
Íàïðèìåð: ïðè ýëåêòðîëèçå ZnSO
4
â êèñëîòå íà êàòîäå â
ïåðâóþ î÷åðåäü äîëæíû áûëè áû ðàçðÿæàòüñÿ âîäîðîäíûå èîíû,
à çàòåì öèíê-èîíû, òàê êàê ïîòåíöèàë Ű
Í2
Í
+
=0,00â, à Ű
Zn
Zn
+2
= –0,76 â; íî òàê êàê ïåðåíàïðÿæåíèå âîäîðîäà íà öèíêå
î÷åíü âåëèêî ( 0,70 â), òî ôàêòè÷åñêè â óêàçàííûõ óñëîâèÿõ
áóäåò âûäåëÿòüñÿ öèíê, òàêèì îáðàçîì, ïðè ýëåêòðîëèçå íà
êàòîäå ëåã÷å âñåãî áóäóò ðàçðÿæàòüñÿ òå èîíû, äëÿ êîòîðûõ
ñóììàðíîå çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà è ïåðåíàðÿæåíèå íàèáîëåå âå-
ëèêî.
Çàêîí Ôàðàäåÿ
Ñâÿçü ìåæäó êîëè÷åñòâîì âûäåëèâøåãîñÿ ïðè ýëåêòðîëèçå
âåùåñòâà è êîëè÷åñòâîì ïðîøåäøåãî ÷åðåç ýëåêòðîëèò ýëåêòðè-
÷åñòâà âûðàæàåòñÿ äâóìÿ çàêîíàìè Ôàðàäåÿ:
     Îäèí èç ýëåêòðîäîâ ÿâëÿåòñÿ âîäîðîäíûì, à äðóãîé õëîð-
íûì ýëåêòðîäîì. Ñòàíäàðòíûå ïîòåíöèàëû ýòèõ ýëåêòðîäîâ ñîîò-
âåòñòâåííî:
     ŰÍ2Í+ =0,00 â; ŰCl2Cl­ = 1,358 â
     ÅÝÄÑ = Ű Ñl2Cl­ — E°H2Í+ = 1,358 â = ÝÄÑ
     Ýòó ÝÄÑ è íóæíî ïðåîäîëåòü. Ê ÝÄÑ îò èñòî÷íèêà òîêà
íóæíî äîáàâèòü ÝÄÑ íà ïðåîäîëåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ýëåêòðîëèòà.
Ýòî äîïîëíèòåëüíîå íàïðÿæåíèå, êîòîðîå íóæíî ïðèëîæèòü èç-
âíå ïðè ýëåêòðîëèçå (ñâåðõ ïîòåíöèàëà ðàçëîæåíèÿ ýòîãî âåùå-
ñòâà), íàçûâàåòñÿ ïåðåíàïðÿæåíèåì. Îáùåå íàïðÿæåíèå âíåøíåãî
èñòî÷íèêà òîêà, ïðè êîòîðîì íà÷èíàåòñÿ ýëåêòðîëèç, íàçûâàåò-
ñÿ íàïðÿæåíèåì ðàçëîæåíèÿ.

             Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ðàçðÿäà èîíà

       Ìîæíî áûëî áû îæèäàòü, ÷òî ïðè ðàçðÿäå êàòèîíîâ íà Ê­
ëåã÷å âñåãî áóäóò ðàçðÿæàòüñÿ òå èç íèõ, êîòîðûì îòâå÷àåò íàè-
áîëüøåå çíà÷åíèå ïîëîæèòåëüíîãî ïîòåíöèàëà. Àíàëîãè÷íî ïðè
ïåðåõîäå ñ àíîäà â ðàñòâîð êàêèõ-ëèáî ïîëîæèòåëüíûõ èîíîâ
(àíîäíîå ðàñòâîðåíèå âåùåñòâà) ëåã÷å âñåãî â ðàñòâîð áóäóò ïå-
ðåõîäèòü òå èç íèõ, êîòîðûì îòâå÷àåò íàèáîëüøåå îòðèöàòåëüíîå
çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà. Îäíàêî óêàçàííàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ðàç-
ðÿäà èîíîâ è èõ îáðàçîâàíèÿ íà ýëåêòðîäàõ ÷àñòî íàðóøàåòñÿ èç-
çà ïåðåíàïðÿæåíèÿ.
       Íàïðèìåð: ïðè ýëåêòðîëèçå ZnSO4 â êèñëîòå íà êàòîäå â
ïåðâóþ î÷åðåäü äîëæíû áûëè áû ðàçðÿæàòüñÿ âîäîðîäíûå èîíû,
à çàòåì öèíê-èîíû, òàê êàê ïîòåíöèàë ŰÍ2Í+ =0,00â, à ŰZn
Zn
   +2
      = –0,76 â; íî òàê êàê ïåðåíàïðÿæåíèå âîäîðîäà íà öèíêå
î÷åíü âåëèêî (≈ 0,70 â), òî ôàêòè÷åñêè â óêàçàííûõ óñëîâèÿõ
áóäåò âûäåëÿòüñÿ öèíê, òàêèì îáðàçîì, ïðè ýëåêòðîëèçå íà
êàòîäå ëåã÷å âñåãî áóäóò ðàçðÿæàòüñÿ òå èîíû, äëÿ êîòîðûõ
ñóììàðíîå çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà è ïåðåíàðÿæåíèå íàèáîëåå âå-
ëèêî.

                       Çàêîí Ôàðàäåÿ

     Ñâÿçü ìåæäó êîëè÷åñòâîì âûäåëèâøåãîñÿ ïðè ýëåêòðîëèçå
âåùåñòâà è êîëè÷åñòâîì ïðîøåäøåãî ÷åðåç ýëåêòðîëèò ýëåêòðè-
÷åñòâà âûðàæàåòñÿ äâóìÿ çàêîíàìè Ôàðàäåÿ:
                            — 86 —