Практическое руководство к лабораторным работам по физической и коллоидной химии для студентов геологического факультета. Манапова Л.З - 38 стр.

              4. ТЕОРИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА Э.Д.С.

    Ознакомьтесь со следующими теоретическими вопросами:
Гальванический элемент. ЭДС и электродные потенциалы. Формула Нернста.
Стандартный потенциал. Классификация электродов: электроды первого и
второго рода, Ox/Red электроды. Понятие о рН. Электрометрический метод
определения pH. Индикаторные электроды (водородный, хингидроный,
стеклянный).

      Прибор, в котором в результате химической реакции получают
электрическую энергию, т.е. химическую энергию превращают в
электрическую, называется гальваническим элементом.
      Гальванический элемент состоит из двух или более соприкасающихся
друг с другом растворов электролитов, в которые погружены металлические
пластинки – электроды. Примером такой системы может служить медно-
цинковый гальванический элемент, который схематически можно представить
следующим образом:
                            Cu⏐CuSO4 ⏐⏐ZnSO4 ⏐Zn
                               раствор раствор
В этом элементе электрическую энергию получают в результате реакции:
                            CuSO4+ Zn → ZnSO4 + Cu
                          или Cu2+ + Zn → Zn2+ + Cu,
причем процессы окисления и восстановления пространственно разделены:
на катоде: Cu2+ + 2 е- → Cu
на аноде: Zn – 2 е- → Zn2+.
      В зависимости от природы металлов, погруженных в электролит, от
концентрации электролита и температуры, в гальваническом элементе
возникает электродвижущая сила (ЭДС), которая представляет собой разность
потенциалов, возникающих на границе раздела металл – раствор.
      При погружении металлической пластинки в воду атомы металла,
находящиеся в его поверхностном слое, под действием сильно полярных
молекул воды гидратируются. В результате гидратации связь их с остальными
атомами ослабляется и некоторое количество атомов, отрываясь от металла,
переходит в виде гидратированных ионов в слой жидкости, прилегающий к
поверхности металла. При этом металлическая пластинка заряжается
отрицательно:
                        Ме + nH2O → Me+ * n H2O + e-,
где Ме – атом металла, Me+ * n H2O – гидратированный ион металла, e- -
электрон.
      Между положительно заряженными ионами, перешедшими в раствор, и
отрицательно заряженной пластинкой металла возникает электрическое поле,
которое препятствует дальнейшему течению процесса. Однако процесс не
останавливается, т.е. переход ионов металла в жидкость не прекращается, но
одновременно с такой же скоростью протекает обратный процесс перехода
                                     38