Elektrokémiai cellák - studopediya
Elektrokémiai - egy része fizikai kémia, amelyben vizsgáltuk a kémiai tulajdonságait ionos rendszerek és folyamatok, jelenségek az interfész bevonásával töltött részecskék.
Annak vizsgálata fizikai kémia előnyösen olyan, elektromotoros erők, amelyek a forrása a kémiai reakciók. Eszköz, ahol az átalakítás a hi-dasági energiát elektromos vagy galvanikus elem nazyvaetsyagalvanicheskim lánc. Egy példa a Gal-vanicheskogo elem szolgál Jacobi Daniel-réz-cink elem tartalmaz egy rézlemez, süllyesztjük egy réz-szulfát-oldatot, és a cink lemez, süllyesztjük egy cink-szulfát oldatot. Rast tolvajok révén vannak egymással összekötve a folyékony con tapintat vagy a porózus IRIS-Ragmi permeábilis ionok. Réz és a cink is csatlakozik a vezető lemezzel. Határán soprikosnove betétek kétféle vezetékek szemben villamosítás fordul, és egy ugrás vagy potenciálkülönbség-halászat. Eredő potenciális közötti határfelületen az oldatot annak ionok, az úgynevezett egy elektróda. betű jelöli # 949;.
Az elektróda potenciálja miatt előfordul, hogy a képességét, fémionok át a lemezt az oldatba, és vissza. Amikor bemerítése cinklemezt vizes oldatban sói (ZnSO4) cinkionok található a fém felületén, hidratált poláros vízmolekulák és át a lemezt az oldatba, darazsak Tavlya elektronok a lemezen, hogy a díj a nega - negatív.
Mivel az elektrosztatikus vonzás lemez kovoy-ching vonzott cink kationt oldatból chto megakadályozza a további átadása cinkionok a stretch-tolvaj dinamikus egyensúly beállt jellemző az egyenlőség-scheesya átmenetifém-ion sebességek a stretch-tolvaj és vissza. Így, az elektromos kettős réteg van kialakítva, és egy potenciális ugrás a fém és az oldatot. Mivel a cink lemez negatív töltésű, akkor ez az elektróda potenciál negatívnak tekintettük. A réz-elektródát, hogy a jelenség: a réz kationok át a oldatot a Plas-Tink nagyobb mennyiségben, mint a fém felületén az oldatba, és a rézlemez pozitív töltésű és a szomszédos folyadék réteg a negatív és a dinamikus egyensúlyi állapot jön létre. Amikor csatlakozik a réz és a cink fém vezetővel lemezek elektronok feleslegben van jelen, hogy a cink-lemezt, hogy menjen a cink-réz, és ezáltal az elektromos áram az elektródok között. Az oldatot a mozgás a szulfátionok hogy az oldalán a cink elektród, a cink-ionok a réz elektróda oldalán. Mivel működése elektrokémiai cella történik a cink oldódási folyamat, és izoláljuk a réz, t. E. a cinkelektródára, az oxidációs reakció Zn-2E = Zn 2+. és réz - redukciós reakció Cu 2+ + 2e Cu = 0. Tehát mindegyik működési galvanikus elem történik redox folyamat pro-, az oxidációs reakció megy a negatív elektród, és a redukciós reakció a pozitív elektródon.
Szintén elektród potenciál galvanikus elem, amelynek diffúziós-Menten és a kapcsolattartó potenciálok. Diffúziós potenciál lép fel a határ két stretching tolvajok különbségek miatt a mobilitás az ionok. Diffúziós potenciálok is előfordulhat biológiai objektumok sérült, például sejtmembránok. Ez a zavart permeabilitás és a szelektivitás elektrolitok kezdenek diffundálnak a sejtbe, vagy ki, attól függően, hogy a koncentráció különbség. Ennek eredményeként, a diffúziós elektrolitok potenciális károsodás. amely elérheti a 30-40 mV. A szövetekben a növények és állatok, még egyetlen sejtmembrán és diffúziós potenciálok miatt a kémiai és morfológiai heterogenitást intracelluláris tartalmát. Különböző tényezők vezetnek a kiadás és terjesztés ionok, azaz a megjelenése különböző biofeszültségmérő és biopotentials, amelyek fontosak az önszabályozás az élő szervezet. Jellemzően, a diffúziós potenciál eliminálódik közötti váltás elektród oldataként az elektrolit oldat, amelynek mind az azonos mobilitási ionok, leggyakrabban prima nyaetsya telített kálium-klorid. A kapcsolati potenciális fordul elő a határ két fém halászat miatt az átmenetet az elektronok az egyik fém a mag-Goma, de a kapcsolat potenciális értékét tartalmazza, mint a konstans a kifejezés a elektród potenciál, a halászat és a figyelembe vett azok meghatározása. Így, az elektromotoros erő a cella egyenlő a különbség az elektród potenciál:
A nagysága elektród potenciál függ a fém fajtájától és annak koncentrációja az ionokra oldatban. Ez a függőség fejezi ki a Nernst egyenletet:
ahol # 949; - elektród potenciálját;
R - gázállandó;
T az abszolút hőmérséklet;
F - Faraday szám;
n vegyértékű ionok;
Mivel a koncentrációja az ionokra oldatban;
# 949; ° - szabványos (normál) elektród potenciálját.
Normál (normál), az elektród potenciál a lehetséges az elektród koncentrációban ionok előállítása 1 g-ion / l (pontosabban, ahelyett, hogy a ion koncentrációt kell tenni ion aktivitás egyenlő 1).
Az értékek a standardpotenciál kísérletileg határozzuk meg-lyayutsya viszonylag normális natív víz-elektród. A lehetséges a normál hidrogén elektród hagyományosan nullának tekintjük. Számos fém elhelyezve a nagysága az elektród potenciál nevezzük száma feszültségek. Használata mellett feszültségek lehet számítani elektromotoros erő cellában. Például, egy réz-cink
elem, azzal azonos koncentrációban kationok a két félcella, az elektromotoros erő a következő egyenletből számítjuk (60).
A gyakorlatban, ha meghatározzuk az elektród potenciál és ion-koncentrációkat az oldatban, kell elektron-rudak egy ismert érték az elektród potenciál. A ka-kitüntetéssel ezek vonatkozási elektródok általában használt hidrogénatom, kinhidron és kalomel elektróda.
A hidrogén elektród tartalmaz egy platina bevonatú pay-új lemezre, és telített molekuláris hidrogén. oldatába merítjük tartalmazó hidrogénion: (Pt) H2 | H +, (Pt NYM közömbös hordozó-Nogo molekuláris hidrogén és vezetékes elektron-com).
Ha a hidrogén-ion-koncentráció az oldatban 1 g-ion / liter és a nyomás Molec-ular 1 atm hidrogén, akkor ez az úgynevezett normál hidrogén-elektród. Mivel a lehetséges a normál hidrogén elektród hozott nullával egyenlő, azaz. E. # 949; = 0, akkor a Nernst (4) az egyenlet pocakos-elektróda a formája:
Kalomel elektród egy higanyt érintkezésbe oldatával kálium-klorid és a kalomel: Hg | Hg2 Cl2. KS-1
Kalomel alig oldódó vegyület; Nyomozó, de a koncentráció a higany-ionok oldatban nagyon alacsony. Mivel a változások függvényében a koncentrációt hídon KC1, és így a potenciális a elekt-trodes függ KC1 koncentrációja az oldatban van jelen oldatban jól disszociáló kálium-klorid, a koncentrációja Hg2 2+ ionok. Gyakorlatilag általánosan használt elektródok telített 1 káliumklorid oldatban, 18 ° C-on # 949; cal = 0,2503 a.
Hindgidronny elektróda állhat platina Provo Loka, süllyesztjük tartalmazó oldatot hidrogén-ionok és kinhidron: Pt | kinhidron, H +. Kinhidron elektród utal, hogy a redox, azaz. E. Ta-kim, amelyben a fém nem vesz részt elektron-natív reakció, és egy vezető elektronok.
Kinhidron egy bináris vegyület és kinon-hidrokinon Malor eldugulásának vizes ble vízben C6 H4 + C6 H4 O2 (OH) 2.
Az érték a redoxpotenciál fejezi ki a Nernst egyenletet:
ahol [Ox] a vizsgálatban az oxidált formában;
[Red] koncentrációja a redukált forma.
Normál (normál) kinhidron elektród potenciál 18 ° C-on # 949; X ° = 0,7044 a.
1. Milyen folyamatokat nevezik elektrokémiai?
2. Mi az a galvánelem?
3. Milyen típusú elektrokémiai cellát ismert meg?
4. Mi az úgynevezett elektródák Elektródák összehasonlítás?
5. Mi nevezzük elektródák kijelző elektródákat?
6.Obyasnite előfordulása potenciális ugrás a határfelületen: a fém-oldatot.
7. Minthogy elektródos nevezett a standard?
8. Mi a DES, mivel úgy tűnik?
9. Mivel az elektródok úgynevezett redox?
10.Znachenie redox potenciál talajtani.
11.Znachenie redox potenciál talajtani.
12.Redoks lehetőségeket a legfontosabb folyamatait biológiai oxidáció.
13.Diffuzionny potenciális biológiai objektumokat.
1. meghatározza az elektród potenciálja a nikkel, az oldatban bemerítve sói azonos koncentrációban, hogy a C = 10 -3 M
2.EDS kinhidron koncentrációja áramkör egyenlő 0.450V. Határozza meg a oldat pH-ja (ha a pH a standard oldat = 2,04)
3.Standartny potenciális réz egyenlő 0,337 és -0,763 cink. Számítsuk EMF réz-cink áramkör a következő koncentrációkban: scu SZN = 0,015 = 0,025
4.Standartny elektród potenciálja cink -0,763 kiszámítani a disszociációs mértéke A cinksó-oldat koncentrációja esetén C = 0,45 és E = -0,832 a.
5. Határozzuk meg a EMF AI 3+ - Mn 2+ elektrokémiai cella.
6.Opredelit EMF K + - Mg2 + elektrokémiai cella.