Основы электрохимии. Вапиров В.В - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

16
Рис. 3. Схема гальванического элемента Даниэля-Якоби
На границе раздела фаз металл – раствор возникает двойной
электрический слой и устанавливаются равновесные электродные
потенциалы, характеризующие равновесие для цинкового электрода
Zn Zn
2+
+ 2e и для медного электрода Cu Cu
2+
+ 2e.
Для внешней цепи этой электрохимической системы цинковый
электрод станет отрицательным полюсом (
В76,0
0
Zn
Zn
2
−=ϕ
+
), а медный –
положительным (
=ϕ
+
0
Cu
Сu
2
0,34 В). Если замкнуть внешнюю цепь, то
вследствие разности потенциалов цинка и меди, часть электронов с
цинковой пластины перейдет на медную. Это нарушит равновесие в
двойном слое у цинка (его потенциал повысится) и у меди (ее потенциал
понизится). Изменение потенциала связано с изменением концентрации
катионов металла у электродов. Обе системы Zn
2+
/Zn и Сu
2+
/Cu снова
стремятся к равновесию за счет окисления цинка (Zn → Zn
2+
+ 2e) и
восстановление меди (Сu
2+
+2е
-
→ Сu). Этими процессами сохраняется
разность потенциалов пластинок, обеспечивающая электрический ток в
цепи. Во внутреннем участке цепи анионы SO
4
2-
перемещаются от медного
электрода, где их избыток к цинковому, а катионы Zn
2+
и Сu
2+
- в обратном
направлении, обеспечивая протекание ионного тока в растворе.
Суммарный процесс выражается тем же уравнением реакции, что и при
непосредственном взаимодействии окислительно-восстановительных
систем Zn
2+
/Zn и Сu
2+
/Cu.
Zn + Сu
2+
→ Cu + Zn
2+
Электрический ток в гальваническом элементе возникает за счет
окислительно-восстановительной реакции, протекающей так, что
окислительный и восстановительный процессы оказываются
Zn Cu
Zn
2+
Cu
2+
SO
4
2-+
SO
4
2-+
Zn
2+
+ SO
4
2-+
Cu
2+
+ SO
4
2-+
e
-
e
-
                                         e-       e-


                                   Zn                    Cu



                                        Zn2+      Cu2+

                                                   2-+
                                        SO42-+ SO4

                              Zn2+ + SO42-+         Cu2+ + SO42-+


           Рис. 3. Схема гальванического элемента Даниэля-Якоби

    На границе раздела фаз металл – раствор возникает двойной
электрический слой и устанавливаются равновесные электродные
потенциалы, характеризующие равновесие для цинкового электрода
Zn    Zn2+ + 2e и для медного электрода Cu  Cu2+ + 2e.
    Для внешней цепи этой электрохимической системы цинковый
электрод станет отрицательным полюсом ( ϕ 0Zn = −0,76В ), а медный –2+
                                                                         Zn

положительным ( ϕ   0
                    Сu 2 +
                                  = 0,34 В). Если замкнуть внешнюю цепь, то
                             Cu

вследствие разности потенциалов цинка и меди, часть электронов с
цинковой пластины перейдет на медную. Это нарушит равновесие в
двойном слое у цинка (его потенциал повысится) и у меди (ее потенциал
понизится). Изменение потенциала связано с изменением концентрации
катионов металла у электродов. Обе системы Zn2+/Zn и Сu2+/Cu снова
стремятся к равновесию за счет окисления цинка (Zn → Zn2++ 2e) и
восстановление меди (Сu2++2е-→ Сu). Этими процессами сохраняется
разность потенциалов пластинок, обеспечивающая электрический ток в
цепи. Во внутреннем участке цепи анионы SO42- перемещаются от медного
электрода, где их избыток к цинковому, а катионы Zn2+ и Сu2+ - в обратном
направлении, обеспечивая протекание ионного тока в растворе.
Суммарный процесс выражается тем же уравнением реакции, что и при
непосредственном       взаимодействии    окислительно-восстановительных
          2+        2+
систем Zn /Zn и Сu /Cu.
                           Zn + Сu2+ → Cu + Zn2+

    Электрический ток в гальваническом элементе возникает за счет
окислительно-восстановительной реакции, протекающей так, что
окислительный    и   восстановительный    процессы    оказываются


                                               16

Страницы