18. Гальванічні елементи

Гальванічні елементи являють собою електролітичну вану, в яку занурені два металеві електроди в розчини відповідних їм солей, які з”єднані між собою.

Якщо в посудину з водою занурити метал, то молекули води стають до нього таким чином, що можуть витягувати йони металу. Метал несе на собі негативний заряд. Утворюється подвійний електричний шар, наявність якого дає можливість виникати стрибку потенціалу. Цей потенціал, який виникає на межі метал─розчин називається електродним потенціалом. Така властивість називається електролітичною пружністю розчинника (Р). Але кожний розчин має певне значення осмотичного тиску (Р₀). В залежності від співвідношення цих величин може йти або розчинення металу, або навпаки відкладання металу на електроді:

Р>Р₀, то йде процес розчинення

Р<Р₀, то йде відкладання металу на електроді

Р=Р₀ ─не утворюється подвійной електричний шар.

Любий гальванічний елемент кількісно характеризується електрорушійною силою (е.р.с.), під якою розуміють різницю електродних потенціалів. Наприклад е.р.с.мідно-цинкового гальванічного елемента дорівнює різниці потенціалів мідного і цинкового електродів:

не існує методу визначення електродного потенціалу, визначають по відношенню до якогось електрода, потенціал якого відомий.

Нернст запропонував рівняння, яке дає можливість обрахувати величину електродного потенціалу:

, де П₀─ стандартне значення потенціалу.

Розрізняють наступні типи гальванічних елементів:

1. окисно-відновні

2. хімічні

3. зворотні і не зворотні

4. концентраційні.

Окисно-відновні ─в яких проходить процес ок-ня і від-ня.

Хімічні─ протікають хімічні процеси

Мідно-цинковий гальванічний елемент відноситься як до хімічних так і до окисно-відновних.

Гальванічний елемент буде зворотнім, якщо для нього створити умови, при яких внутрі гальванічного елементу будуть проходити процеси у зворотньому напрямку. До незворотніх відносять гальванічні елементи в процесі роботи яки виділяється малодисоційовна речовина (вода), випадає осад, відбувається виділення газу.

Концентраційні─ такі елементи, які побудовані з двох електродів идного металу і занурені врозчини солі цього металу різних концентрацій.

Ф.Х.

16. Застосування правила фаз Гіббса. Двокомпонентні системи. Діаграми стану двокомпонентних систем.

Правило фаз Гібса основане на другому законі термодинаміки і відноситься до систем, що знаходяться в стані рівноваги. Число ступенів волі рівноважної термодинамічної системи, на яку із зовнішніх факторів впливають тільки температура і тиск, дорівнює числу незалежних компонентів системи мінус число фаз плюс два.

С=К─Ф+2. Число ступенів волі (С) визначається як число умов, які можна змінити, не змінюючи цим числа фаз системи.

При класифікації систем прийнято розрізняти їх за кількістю фаз на однофазні, двуфазні і трифазні і т.д., за кількістю незалежних компонентів системи на однокомпонентні, двокомпонентні і трьохкомпонентні.

Застосування пр. ф. Гіббса до двохкомпонентних систем свідчить, що:

S = k + 2 – f ; Так, як k = 2

S = 2 + 2 – f = 4 – f (одночасно можуть існувати 4 фази)

Кількість параметрів, що характеризує дану систему: C1, C2, P, T. Так, як C2 = 100% - C1 , залишаються 3 параметри: C1, P, T.

1-й тип діаграми стану (коли A і B необмежено розчинна у рідкому стані, а в твердому не утворює.)

• вище кривих L існує тільки рідка фаза

• нижче S – існує тільки тверда фаза

E – т. нон варіантної рівноваги,

т. евтектики(в ній існують 4 фази)

1. розплав A і B

2. розплав + тверді кристали компонента A

3. розплав + тверді кристали компонента B

4. механічна суміш твердих кристалів A і B

2-й тип діаграми стану (коли компоненти A і B мають необмежену розчинність і в рідкому і в тв. стані)

Наприклад: Pb-Ni; Fe-Ni; Ag-Au

1. рідка фаза (розплав A і B)

2. розплав (тв. реч.)

3. тв. фаза (тв.реч.)

Ф.Х.