Основы электрохимии. Вапиров В.В - 15 стр.

UptoLike

Рубрика: 

15
Каждая из этих реакций характеризуется своим потенциалом
(
0
Fe
Fe
2
3
+
+
ϕ = 0,771 В.
0
Sn
Sn
2
4
+
+
ϕ = 0,153 В).
Так как перемещение электрона возможно от электрода с меньшим
потенциалом к электроду с большим потенциалом, так и окислительно-
восстановительная реакция протекает от меньшего значения окислительно-
восстановительного потенциала к большему. На электроде с меньшим
значением φ идет процесс окисления, а на электроде с большим значением
φвосстановления. Следовательно, в стандартных
условиях катионы Fe
3+
могут окислить катионы Sn
2+
, так как значение
0
Sn
Sn
2
4
+
+
ϕ <
0
Fe
Fe
2
3
+
+
ϕ
С увеличением концентрации катионов Sn
4+
величина окислительно-
восстановительного потенциала
0
Sn
Sn
2
4
+
+
ϕ увеличивается, а с увеличением
концентрации Fe
2+
величина
0
Fe
Fe
2
3
+
+
ϕ уменьшается. Окислительно-
восстановительная реакция возможна до установления в системе равенства
потенциалов. Таким образом, разность Δφ (т.е. ЭДС) при стандартных
условиях может служить критерием возможности протекания процесса.
Окислительно-восстановительная реакция протекает в направлении от
меньшего окислительно-восстановительного потенциала к большему до
состояния равновесия. В этом же направлении изменяется (уменьшается)
свободная
энергия Гиббса, которая связана с изменением потенциала
уравнением
ΔG = -nFΔφ
где n - число электронов,
F – число Фарадея.
3. Гальванический элемент
Гальванический элементэто устройство, в котором химическая
энергия окислительно-восстановительной реакции непосредственно
преобразуется в электрический ток. Гальванический элемент состоит из
двух электродов, соединенных металлическим проводником. Работа
гальванических элементов основана на пространственном
разделении
процессов окисления и восстановления.
Например, если из окислительно-восстановительных систем Zn
2+
/Zn и
Cu
2+
/Cu составить электрохимическую цепь (цинковую и медную
пластинки поместить соответственно в растворы ZnSO
4
и CuSO
4
,
разделенные диафрагмой), то получим гальванический элемент Даниэля-
Якоби (рис. 3).
             Каждая из этих реакций характеризуется своим потенциалом
(ϕ   0
     Fe3 +
               = 0,771 В. ϕSn
                           0
                              = 0,153 В).
                             4+

             Fe 2 +               Sn 2+

     Так как перемещение электрона возможно от электрода с меньшим
потенциалом к электроду с большим потенциалом, так и окислительно-
восстановительная реакция протекает от меньшего значения окислительно-
восстановительного потенциала к большему. На электроде с меньшим
значением φ идет процесс окисления, а на электроде с большим значением
φ – восстановления. Следовательно, в стандартных условиях катионы Fe3+
могут окислить катионы Sn2+ , так как значение ϕSn
                                                0
                                                     < ϕ 0Fe                    4+           3+

                                                                                     Sn 2+        Fe 2 +
                                                                           4+
    С увеличением концентрации катионов Sn величина окислительно-
восстановительного потенциала ϕSn
                               0
                                    увеличивается, а с увеличением
                                                 4+

                                                      Sn 2+
                        2+
концентрации          Fe              величина   ϕ    0
                                                      Fe3 +
                                                                       уменьшается.          Окислительно-
                                                              Fe 2 +

восстановительная реакция возможна до установления в системе равенства
потенциалов. Таким образом, разность Δφ (т.е. ЭДС) при стандартных
условиях может служить критерием возможности протекания процесса.
Окислительно-восстановительная реакция протекает в направлении от
меньшего окислительно-восстановительного потенциала к большему до
состояния равновесия. В этом же направлении изменяется (уменьшается)
свободная энергия Гиббса, которая связана с изменением потенциала
уравнением
                              ΔG = -nFΔφ
где n - число электронов,
   F – число Фарадея.

                                  3. Гальванический элемент

     Гальванический элемент – это устройство, в котором химическая
энергия окислительно-восстановительной реакции непосредственно
преобразуется в электрический ток. Гальванический элемент состоит из
двух электродов, соединенных металлическим проводником. Работа
гальванических элементов основана на пространственном разделении
процессов окисления и восстановления.
     Например, если из окислительно-восстановительных систем Zn2+/Zn и
Cu2+/Cu составить электрохимическую цепь (цинковую и медную
пластинки поместить соответственно в растворы ZnSO4 и CuSO4,
разделенные диафрагмой), то получим гальванический элемент Даниэля-
Якоби (рис. 3).




                                                 15