Koncentráció galvánelemek
A sejt állhat nemcsak különböző, de azonos merített elektródák megoldások az azonos különböző koncentrációjú elektrolit (koncentráció elemek).
Például, egy elektrokémiai cellában álló ezüst elektródok csökkentette a 0,0001 M és 0,1 M AgNO3 oldatot.
Azt találjuk, az elektród potenciál képlet szerint a Nernst (7,2):
j 1 Ag + / Ag = j 0 + 0,059 · lg [Ag +] = 0,8 + 0,059 · lg 0,001 = 0,62 V,
Mivel j 1 Az ábra egy ilyen galvánelem van írva, mint: Így, a működési elve az elektrokémiai cella lehet leírni, mint a következők: 1) oxidáció az anód, mint amelynek eredményeként az elektronok képződnek, amelyekben az anódot negatív töltésű; 2) a redukciós reakció a katód, a katódot pozitív töltésű; 3) A mozgását elektronok az anód és a katód; 4) A mozgás a ionok oldatban: a negatív ionok a katód felől az anód, pozitív - az anód és a katód. Irány redox reakciók Értékek esetén redoxpotenciálok tudja ítélni az irányt redox reakciók. Egyenlet alapján, amely kapcsolódik a potenciális különbség a fele reakció (# 958;) a változás a Gibbs-féle szabad energia DG, és megjegyezni, hogy a előfordulásának lehetősége bármely kémiai folyamat miatt a negatív érték DG megállapíthatjuk a következő: redox reakció spontán végbemehet egy olyan irányban, amelyben a fél-reakció magasabb redoxpotenciál működik oxidáló tekintetében a fél-reakció alacsonyabb potenciállal. Más szóval, a redox reakció végbemehet, ha a potenciális különbség a megfelelő felezési reakciót a cella pozitív. Ahogy a reakció előrehalad, a koncentrációja az oxidált és redukált formájának fél reakció változott, hogy a potenciális az oxidálószer csökken, és a redukálószer - növekszik. Ennek eredményeként a potenciális különbség csökken, a hajtóereje a folyamat gyengíti. A redox reakció megy végbe mindaddig, amíg a fél-reakció potenciálok egyenlővé válik. Abban az egyenlőség, a lehetőségeket a rendszer kémiai egyensúly. Első közelítésben már összehasonlításával a standard potenciál félig reakciók tudja megoldani a problémát - melyik képes végrehajtani a funkciója oxidáló vagy redukáló szerrel kapcsolatban a másik. Erre a szabványos lehetőségeit jelentősen eltérnek egymástól. Például, cink (J 0 = -0,76 V) helyreáll (kiszorítják) réz (j 0 = 0,34 V) vizes oldatból a só bármely megvalósítható az oldat koncentrációjának. De ha a különbség a szokásos potenciálok alacsony (normál potenciálok közel vannak), szükséges, hogy kiszámítja a tényleges potenciálok véve a koncentráció a Nernst-egyenlet, és csak utána dönt az áramlás irányában az oxidációs-redukciós reakció. Példa. Megteremti a lehetőséget és az áramlási irányt a reakció Határozat. A kérdés megválaszolásához, írunk a reakciót ionos formában osztja azt félig reakciók, és írjon a standard potenciál a félig reakciók: Br2 + 2 # 275; = 2Br -; 0 J = 1,09 B, PbO2 + 4H + + 2 # 275; = Pb 2+ + 2H2 O; 0 J = 1,46 B. # 958; = Jok-la-la -jvosst = 1,46-1,09 = 0,37> 0. Következésképpen, a DG<0, т.е. реакция будет протекать слева направо. Из сопоставления потенциалов видно, что PbO2 в кислой среде имеет больший потенциал, следовательно, он может окислить ионы Br -. которые образуют при этом Br2 . Ha egy elektromos áram által generált kémiai reakciók, valamint amiatt, hogy a külső áramforráshoz, ezek a reakciók is el kell végezni. Redox folyamatokat előforduló az elektródok, amikor elektromos áram segítségével az elektrolit oldat vagy az olvadék, úgynevezett elektrolízis. Amikor ez bekövetkezik, a katódon helyreállítási folyamat, míg az anód - oxidációs folyamat. Kétféle anód elektródák is alkalmazhatók az elektrolízis: aktív (áldozati) és inert (nem fogyó). Az aktív anód oxidálja, fordult oldatba ionokat, és az egyetlen olyan inert elektród, amelyen keresztül az oldatot (vagy olvadék) elektronok átkerülnek. Az inert elektródák anyaga általában grafitból vagy platina. Vegyük például, a megolvasztott sókat CdCl2. Amikor olvadás történik elektrolitos disszociáció sók: CdCl2 Cd 2+ + 2 Cl -. Ha most egy olyan edénybe, amely egy anyag, hogy csökkentse két inert elektróda grafit és csatlakoztassa a pólusok külső áramforrás, az elektrolit irányított mozgását ionok (ábra. 7.3). Ebben az esetben a katód helyreállítási kadmium ionok fog bekövetkezni az anódon és - oxidációjával-klorid-ion: katód: Cd 2+ + 2 # 275; → Cd 0; anód: 2CI - - 2 # 275; → Cl2. aktuális-képző reakció: Cd 2+ + 2Cl - = Cd 0 + Cl2 Az olvadék CdCl2 Cd 2+ Cl - 7.3 ábra. Az elektrolízis olvad CdCl2 Rövid idő elteltével a közömbös elektródák leülepedni kadmium fém és klórgázt (például buborékok), és inert elektródok aktívvá válnak - a kadmium és a klór, illetve, amely az alábbi standardpotenciál: Cd 2+ + 2 # 275; = Cd 0; J = 0 -0.4 V, Cl2. 2 + # 275; = 2CI -; J 0 = 1,36 V. Felmerült elektrokémiai cella fog egyezni a jelenlegi-termelő reakció, fordított elektrolízis: Amint látható, az értékek és a jeleit ezeket a potenciálokat, amelyek abból EMF irányul külső feszültségforrás az elektrolízis. Ennélfogva, a minimális feszültség (bomlási feszültsége) kell alkalmazni, az elektrolízis, a sejt EMF meghatározzuk (ET), amely akkor következik be ebben a folyamatban. Ebben az esetben, EMF = 0 1,36 - (-0,4) = 1,76 V. Ez az érték azonban találtunk normál körülmények között, amelyek gyakran nem végzik el (törött) elektrolízis során. Eltérés az elektrolízis feszültség (EMF és ET) a standard értéket nevezzük polarizáció. Több oka is van a polarizáció az elektródák: polyarizatsiya- koncentráció változását ion koncentráció elektród eredményeként a reakció (DC) áramlás; perenapryazhenie- katód és az anód reakciók lassú az áramlás elektródák; Passziválás elektródák (képződés felületeken, eldugulásának vizes BLE trudnora, rosszul vezető filmeket). Annak megakadályozása érdekében polarizációja az elektródák oldatok vagy add speciális anyagok -depolyarizatory.Velichina polarizációs lehet a sorrendben 0,5 V, ami elengedhetetlen mind az elektrolízis, és az ET.Kapcsolódó cikkek