49.Химическая и концентрационная поляризация при электролизе. Перенапряжение.

В пр-е элек-за всегда возникает некоторая разн-ть пот-ов, направл. Против-но той, к-я накл-тся извне. Это явл-е носит назв-е поляризации. Различают химическую и концентрационную.

Рассм-им пр-р: электролиз серной к-ты на платинах электрода

(-к) 2Н⁺ +2е=Н₂

(+а) Н₂О-2е=1/2 O₂+2H⁺

Для удаления Н₂ и О₂ требуется их давл-е > атмосф.

Если накапл-ся Н₂ и О₂ вблизи платиновых элкетродов,то возникает ЭДС гальван.эл-та.противопложно приложенному напряж-ю.При этом достиж-я давл-я 1ат необходим потенциал.

Если внешнее ЭДС<1,23 В, то электролиз почти не идет из за кисл-да и водорода на электродах.

Данная поляриз-я эл-ов обусловлена химическими изменениями на поверхности и поэтому она н-ся химической.

Рост внешнего давл-я не ограничен,зависит от нас.Поэтому при достижении напр-я 1,7 В,к-ое явл-ся напряж-ем разлож-я,у нас начинается электролиз.

∆Е_{перенапр-я}=Е_вн-Е_эдс.Химич.напряж-е=0,45 В.

Вред перенапряж-я:добавочный расход электрич-ва.

Польза: возможн-ть получать электролиз произв.р-ра многих ме,потенциал к-ых «-«(ме 2-ой группы)

Концентрационная.Рассм-им электролиз:

Если тока нет в цепи,то на электродах равновесный потенциал одинаков. для катода и анода.

(-к) Ag⁺¹+1e=Ag⁰ c₁

(+a)Ag-1e=Ag⁺ c₂

c₂> c₁, сл-но получ-ся ЭДС концентр.гальван.эл-та,ЭДС к-го противоп-но приложенному напр-ю, поэтому:

Поляр-ю электр-ов можно ум-ть перемешиванием.

В зав-ти от типа поляр-и,ей можно ум.перемемеш-ем,повыш-ем т-ры,ув.конц-и,ув-ем пл-ди электрода.

46. Типы электродов и цепей. Окислительно-восстановительные электроды и цепи.

Электрод – проводник 1 рода, погруженный в раствор электролита в условиях прохождения через него тока. Три типа: электроды первого, второго и третьего рода.

Электроды 1-го рода.

Металлургические эл-ды,потенциалы к-ых считаются по ур-ю Нернста:

Электроды 2-го рода.

Металлы,погруженные в р-ры мало-растворимых солей.Хорошо растворимые с тем же анионом.

Ag| AgCl, NaCl||

ПР=[Ag⁺][Cl^-]

NaCl=Na⁺+Cl^-

C_м(NaCl)=1 мoль/л

Электроды 3-го рода (газовые электроды).

Пр-р:водородные и кислородные

Pt|O₂ , (OH)^-||

Все ме,имеющие потенциал <, чем 0,81 В, могут окисл-ся раствор.кисл-ой,а так же во влажном возд-хе.

Любая цепь начинается с анода-более активного ме.

Ме₁|Ме₁ⁿ⁺||Me₂ⁿ⁺|Me₂

Может соствлен гальв.эл-т из одного и того же ме,но при этом конц-я ионов в р-ре дБ различны.

Пр-р:

Zn | Zn²⁺ || Zn ²⁺ | Zn

А с₁ с₂ к

с₁< с₂

работает за счет разн-ей конц-ий.

Окислительно-восстановит.электродные цепи.

Материал электродов не меняется,а служит только передатчиком эл-ов.

Инертные электроды: Pt, Au, C(графит)

Fe³⁺+1e=Fe²⁺

Pt | Fe³⁺, Fe²⁺

(MnO4)^- +5e +8H=Mn²⁺ +4H₂O

Pt |(MnO₄)^-, H⁺, Mn²⁺||

48. Законы Фарадея. Выход по току.

устанавливает связь м/у кол-вом электрич-ва и кол-вом в-ва, испытывающего химич. Превращения на электродах.

.

m-масса выделившегося в-ва

Мэк-эквивал.масса

It=[А*с=Кл]-кол-во элктрич-ва

F-число Фарадея: к-ва жлектрич-ва,нужное для 1 моль-эквивал-та в-ва

1 моль эквивалент несет 6,022*10^-23 элемент.зарядов

q_e=1,602*10^-19Rk

Перемножаем q_e на N_A и получаем число Фарадея:

96500 К или 26,8 А*час

Благодаря перенапряжению водорода в водных р-рах на катоде выдел-ся и ме, и водород, поэтому считается выход по току:

-выход по току

Массу теоретич.по ур-ю Фарадея.