42.Возникновение скачка потенциала на границе “металл-раствор”. Равновесный электродный потенциал.

Электрохимия – область физической химии, охватывающая химические процессы, сопровождающиеся возникновением электрического тока, либо вызванные действием электрического тока.

Электрод – проводник 1 рода, погруженный в раствор электролита в условиях прохождения через него тока. В объеме металла устанавливается подвижное равновесие: Ме=Meⁿ⁺+ n*ē. При погружении электрода в воду катионы металла гидратируются полярными молекулами воды и переходят в раствор, Meⁿ⁺+ mH₂O=Me_рⁿ⁺m*H₂O.

Поверхность электрода заряжается отрицательно за счет оставшихся электронов, из-за этого перешедшие в раствор катионы не могут отойти от электрода. Катионы и электроны создают двойной электрический слой (его толщина зависит от концентрации раствора, температуры, заряда металла). Пограничный слой жидкости заряжается положительно, поверхность металла отрицательно, возникает скачок электрического потенциала – электродный потенциал.

Потенциал, отвечающий состоянию равновесия, когда скорость перехода ионов в раствор равна скорости их осаждения – равновесный потенциал.

Для всех металлов, погружаемых в чистую воду, качественно наблюдается одинаковая картина: металл заряжается отрицательно, прилегающий слой жидкости – положительно.

Данный скачок можно охарактеризовать реакцией:

Рассмотрим погружение в раствор активного и неактивного металла.

1. Активный металл посылает большое число ионов в раствор, равновесная концентрация его ионов трудно достижима => металл будет заряжаться отрицательно.

2. Равновесная концентрация очень мала => электроду сообщается положительный заряд, а оставшиеся анионы создают отрицательный заряд у прилегающего слоя.

43. Медно-цинковый гальванический элемент Якоби-Даниеля. Процессы на электродах. Понятие об эдс.

Гальванический элемент – любое устройство, дающее возможность получать электрический ток за счет проведения той или иной химической реакции.

Самый простейший гальв.эл-т-медно-цинковый.Состоит из медной пластины,погруж.в CuSO4 и цинков.-в ZnSO4.Отделены перегородкой для предотвращения прямого воздействия ок-я и восст-я.

Рассм-им пр-сы:

(а) более активный ме стан-ся всегда анодом.В аноднов пр-ве происходит окисл-е.

1)Zn⁰-2e=Zn²⁺

2)(к) Cu²⁺+2e=Cu⁰

________________________

Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺ - общая р-я движ-я эл-ов во внешней цепи

Е-ЭДС, В

|-гр-ца раздела м/у пров-ком 1-го рода и пр-ком 2-го рода

44.Зависимость эдс гальванического элемента от природы реагирующих веществ, температуры и концентрации. Стандартная эдс.

Гальванический элемент – любое устройство, дающее возможность получать электрический ток за счет проведения той или иной химической реакции.

Влияние природы реагирующих веществ.

∆G= -A

∆G-эн-я Гибса

A=nFE, n-заряд, F-число Фарадея=96500К или 26,8 ч.

aA+bB=dD

(1)

∆G= -RTlnk_p

Эн-я Гибса зависит от прир.реагир.в-в,т.к.эн-я Гибса связана с работой, а эн-я Гибса связана с прир.реаг.в-в,сл-но,ЭДС зависит от прир.реагир.в-в

Влияние концентрации.

Основа вывода на ур-и (1):

Влияние темп-ры.

∆G=∆H-T∆S

∆G=-A ; A=nFE

Q= -∆H ; ∆S=nE^de/dT

nEF= -∆H+T∆S

nFE=Q+q

- Теплота выдел-ся при р-и меньше производимой раб.,поэтому Q будет поглощ-ся из внешней сферы.Если гальван.эл-т отделен от внешней сферы (нет теплообмена), то он будет охлажд-ся, поэтому при увел-и темп-ры ЭДС гальвав.эл-та будет ув-ся.

-тепло будет выдел-ся при раб.гальван.эл-та. Если он будет изолирован, то гальван.эл-т будет нагрев-ся и при повыш-е т-ры ЭДС уменьш-ся.