В гальваническом элементе тгротекают реакции

• на аноде (окисление):

Zn «± Zna+ + 2е_ ' (4.4-5)

• на катоде (восстановление):

Сиа+ + 2е~ +± Си (4.4-6)

В гальваническом элементе разность потенциалов АЕ, измеренная при «разомкнутой цепи», связана со свободной энергией AG реакции в ячейке;

АЕ = -§ (4.4.-7)

где знак «минус» означает, что реакция протекает самопроизвольно (т. е. идет слева направо), п — число электронов, участвующих в реакции, F —постоянная Фарадея (9648бКл/моль, заряд одного моля электронов).

Суммарная реакция в ячейке протекает справа налево, если разность потенциалов ячейки АЕ отрицательна, и слева направо, если она положительна. При АЕ — О реакция в ячейке находится в состоянии равновесия, скорость достижения которого зависит от природы системы.

Потенциал ячейки равен разности потенциалов правого [на диаграмме ячейки, см. ур. (4.4-3) ] и левого электродов ячейки:

Еяч = Еарвл — ЕЛ9В = ЕК-ЕЛ (4.4-8)

а его знак определяется в соответствии со Стокгольмским соглашением ИЮПАК, если в гальваническом элементе левый электрод является анодом, а правый —катодом.

□ Окислительно-восстановительные реакции могут протекать вне электрохимической ячейки при растворении или в титриметрии (см. разд. 7.2), например, Се4+ +Fe2+ +± Се3+ + Fe3+. Система с более высоким положительным потенциалом Е° (Се4+/Се3+ ... 1,71 В) является окислителем относительно другой системы с более низким потенциалом (Fe^/Fe2"*".. .0,77 В).

Потенциал электрода

Измерить можно только разность потенциалов, но не потенциал изолированного электрода. Поэтому электродный потенциал измеряют относительно стандартного водородного электрода (СВЭ) в электрохимической ячейке с жидкостным соединением в отсутствие тока во внешней цепи (г = 0):

Pt, Н2(1 атм) |Н+(а = 1)|| Мп+(а = 1)|М (4.4-9)

СВЭ Индикаторный электрод

Стандартный водородный электрод—это платиновый электрод (платинированная пластинка), насыщенный водородом при продувании газа над электродом при постоянном давлении 1 атм и погруженный в водный раствор кислоты с известной постоянной активностью ионов водорода (ан+ = 1). Платина не принимает участия в электрохимической реакции и служит только переносчиком электронов. В основе работы СВЭ лежит полуреакция

2Н+ (aq) + 2е~ ^ Н2(газ) (4.4-10)

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию