Бірінші текті электродтар

Бірінші текті электродтар

• Тотығу-тотықсыздану процесін электродта электрохимиялық жолмен жүргізуге болады. Мысалы, металды өз тұзының сулы ерітіндісіне батырған кезде 1 типті электродтың жағдайы:
• Zn|ZnSO4 – мырыш электроды,
• Cu|CuSO4 – мыс электроды,
• Ag|AgNO3 – күміс электроды және т.б. Мұндай электродтың потенциалы металл катиондарының концентрациясына байланысты, бұл катионға қатысты қайтымды электрод: εAg = εoAg + 0,059 lgCAg+.

Газ электродтары

• Аз еритін заттың орнына жүйеге газды енгізуге болады, содан кейін газ электродтары деп аталатындар алынады. Сонымен, суда еріген оттегінің тотықсыздану реакциясы:
• O2 + 2H2O + 4e  4OH─
• оттегі электродында жүзеге асырылуы мүмкін. Ол үшін гидроксил иондары (NaOH) және инертті металл (Pt) бар ерітінді қажет. Платинаның бетіне оттегі газы беріледі.

Оттегі электроды

Хлор электроды

• Егер хлор газын тұз қышқылының ерітіндісіне батырылған осындай платина пластинасына қолданса, нәтижесінде хлор электроды шығады:
• (СI2)Pt|HCI.
• Онда келесідей реакция жүреді:
• CI2 + 2e  2CI─.
• Газдардың платинадағы адсорбциясын жақсарту үшін оның беті «платина қара» деп аталатын губка тәрізді аморфты платина қабатымен қапталған.

Салыстырмалы электрод

• (H2)Pt|H2SO4
• Платинада тепе-теңдік орнатылады:
• H2 ─ 2e  2H+
• εH2 = εoH2 + 0,059 lg CH+/PH2
• εH2 = εoH2 ≡ 0 при C H+ = 1 моль/л и Р H2 = 1 атм.
• Ag|AgCI + KCI – хлоркүміс электроды,
• εo = 0,21В

Red-ox электроды

• (+) Pt | Fe3+ Fe3+ + e  Fe2+
• (─) Pt | Sn2+ Sn4+ + 2e  Sn2+
• Cr 3+ + e  Cr 2+ εo = ─ 0,41в
• Cu 2+ + e  Cu+ εo = ─ 0,17в
• Sn4+ + 2e  Sn2+ εo = + 0,15в
• Cr2O72─ + 14H+ + 6e  2 Cr3+ + 7 H2O εo = +1,33
• CI2 + 2e  2CI─ εo = +1,36

Гальванический элемент

• Химиялық реакцияның энергиясы электр энергиясына айналатын екі электродты қайтымды жүйе гальваникалық элемент деп аталады. Алғашқы химиялық ток көзін Вольт жасаған. Ол күкірт қышқылының ерітіндісіне малынған шүберекпен мыс пен мырыш табақшаларын біріктірді:
• (─) Zn| H2SO4 | Cu (+)
• (─) Zn ─ 2e → Zn 2+
• (+)2H+ + 2e → H2 ↑.
• Сутегі газының бөлінуіне байланысты мұндай жүйе қайтымды емес, ол тек разряд үшін жұмыс істейді.

Элемент диаграммасы және электродтың белгіленуі

• Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu
• (─) Zn| ZnSO4 || CuSO4 | Cu (+)
• (─) Zn ─ 2e  Zn2+
• (+) Cu2+ + 2e  Cu
• Тотығу процесі жүретін электрод анод деп аталады.
• Тотықсыздану процесі жүретін электрод катод деп аталады.

Электр қозғаушы күш (Э.Қ.К)

• Электр тогының атқаратын жалпы жұмысы (Е) элементтің электр қозғаушы күші (ЭҚК) деп аталады.
• ∑Аi = Е • n • F
• мұндағы n – металл ионының заряды,
• F – Фарадей саны.

Виды работ

• A1 – мырыштың тотығу жұмысы (металл мырыштың оның тұзының ерітіндісімен жанасатын беті).
• А1 = ─ εZn • n • F.
• A2 – мыс иондарын қалпына келтіру жұмысы (оның тұзының ерітіндісіндегі мыс беті).
• А2 = εCu • n • F.
• А3 – контакт потенциалын жеңу жұмысы (мырыш пен мыстың электр өткізгішпен жанасуы – екі металдың арасындағы интерфейс).
• А4 – диффузиялық потенциалды жеңу жұмысы (мыс және мырыш тұздары ерітінділерінің калий хлориді ерітіндісімен жанасуы – екі ерітінді арасындағы шекара).

Связь э.д.с. с потенциалами электродов

• А3 = А4 ≈ 0.
• Е • n • F = = εCu • n • F ─ εZn • n • F
• Е = εCu ─ εZn
• Мыс - катод, мырыш - анод. Жалпы алғанда, э.қ.к гальваникалық элемент катод пен анодтың электродтық потенциалдарының айырмасына тең:
• Е = εкатода ─ εанода
• Е≥0, сондықтан
• εкатода > εанода ,
• Е = ε0Cu ─ ε0Zn = 0,337 ─ (─ 0,762) = 1,1 В

Концентрационная цепь

• Cu| CuSO4 || CuSO4 | Cu (2)
• С1 = 1 моль/л, С2 = 0,01 моль/л
• εCu = ε0Cu = 0,34В,
• (2) εCu = ε0Cu + (0,059/2) • lg 0,01 = 0,28В.
• Е=0,06В.
• Концентрацияның айырмашылығына байланысты жұмыс істейтін элемент концентрация элементі деп аталады.

жүктеу/скачать 0.73 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: