- •56. Строение мицеллы коллоидов
- •57. Окисление, восстановление. Важнейшие окислители, восстановители.
- •58. Овр. Метод полуреакций.
- •59. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал. Водородный электрод.
- •60. Строение двойного электронного слоя. Уравнение Нернста
- •61.Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •62.Эдс и ∆g гальванического элемента
- •65.Электролиз с растворимыми и нераств анодами.
- •66. Законы Мишки Фарадея.Электрохимический эквивалент
- •67. Поляризация её причины, виды поляризации.
- •68. Последовательность электродных реакции
- •69. Сорбция,Адсорбция,Хемосорбция,пав
60. Строение двойного электронного слоя. Уравнение Нернста
Уравнение Нернста: OX+ne-=Red,
Ox-окисленная форма, Red-восстановленная.
потенциал: φox/red= φ0ox/red –(RT/nF)ln(Cox/Cred),
R-газ.пост.=8, 31, F-пост.Фарадея, n-число ℮, переданных окислителем. Или:
φox/red= φ0ox/red –(0,058/n)lg(Cox/Cred),
ДЭС – тонкий поверхностный слой из пространственно разделённых зарядов разных знаков. Ионный ДЭС возникает вследствие избирательной адсорбции ионов, достраивающих кристаллическую решётку твёрдой фазы. Если Eгидр>Ереш, топроисходит гилратация, если нет, то адсорбция. Плотная часть ДЭС состоит из потенциалопределяющих ионов и части противоионов, диффузная – из остальных противоионов. ψ – скачок потенциала в плотном слое (потенциал Гельмгольца), ζ – скачок потенциала в диффузном слое (потенциал Гуи).
61.Гальванический элемент Даниэля-Якоби
Если гальванический элемент состоит из двух обратимых электродов, то его называют обратимым - элемент Даниэля-Якоби.
А: Zn0-2e-→Zn2+
K: Cu2+ +2e-→Cu
Суммарная реакция: Zn+CuSO4→Cu+ZnSO4.
При наличии жидкостного соединения между растворами двух электродов гальванический элемент связывают с переносом. Растворы соприкасаются друг с другом через пористую полупроницаемую перегородку.
По признаку гальванические элементы делят на химические и концентрационные. Концентрационные состоят из двух одинаковых по своей природе электродов (с одинаковой электродной р-ией), отличающихся лишь активностью одного или нескольких участников электродного процесса. Электрическая энергия в них образуется за счет выравнивания хим. потенциалов веществ в растворах. Тогда концентрационные элементы делятся на а) одинаковые по природе электроды, но разные активности. б) электроды с одним электролитом и двумя одинаковыми по природе электродами, отличающимися по качественному составу.
Химические гальванические элементы состоят из двух электродов, отличающихся друг от друга по хим. св-ам, => по потенциалопределяющим процессам. а) из двух электродов, один из к-ых обратим относительно катионов электролита (электрод первого рода), другой - обратим относительно анионов электролита (электрод второго рода). б) из двух электродов, на к-ых протекают процессы с участием только анионов электролита.
Если электроды в гальваническом элементе соединены металлическим проводником, отличающимся от материалов обоих электродов, то такой элемент называют правильно разомкнутым.
По принципу действия все виды гальванических элементов относятся к хим. источникам тока одноразового действия непрерывного или с перерывами.
62.Эдс и ∆g гальванического элемента
Эдс – максимальная разность потенциалов электродов, кот.м.быть получена при работе гальв-го эл-та:
E = φk – φa. Е Всегда>0! и поэтому φk > φa
Важной характеристикой элемента служит удельная энергия, т. е. энергия, отнесенная к единице массы или объема элемента. Так как при увеличении тока напряжение элемента падает, то энергия и удельная энергия элемента также падают. Более высокую удельную энергию можно получить в элементах с большим значением ЭДС, малой поляризацией, малыми значениями электрохимических эквивалентов и высокими степенями превращения реагентов.
∆G=-nFE, F-пост.Фарадея=96500 Кл, n-число эл-в, принимающих участие в ОВР.
63. Аккумуляторы (кислотные, щелочные,) Аккумуляторы- обратимые химические системы,где при зарядке,электрическая энергия превращается в химическую,а при разрядке химическая в электрическую
На катоде всегда реакции восстановления,на аноде –окисления.Аккумулятор характеризуют величинами: напряжение,ёбкость,мощность,энергией,удельным значения КПД.
Щелочные аккумуляторы.(никель-кадмиевые, Никель –железные).
Положительный электрод содержить гидроксид никеля,отрицательный –кадмий или железо соответсвно.Ионный проводник в них р-р.КОН
Суммарные реакции в общем виде:
2NiOOH+Cd+2H20=2Ni(OH)2 +Cd(OH)2
2NiOOH+Fe+2H20=2Ni(OH)2 +Fe(OH)2
На “+” протекают реакции :
Fe-2e +2 OH- <->Fe(OH)2
Ha “–“ протекают реакции:
2Ni(OH)2 = Fe(OH)2 +2OH-
C(гр) +О2 (г)=СО2(г)
Н2(г) +1/2О2(г)=2Н2О
Кислотные(свинцовые) аккумуляторы.В качестве электролита раствор серной кислоты.Электроды –свинцовые решетки,между ними кислота,которая с ними взамодействует.
Общие реакции:
2PbSO4 + 2H2O = Pb +PbO2 + 4H++ 2 SO4-
Напряжение растёт при заряде,достигает значения для электролиЗа воды ,и тогда начинается выделение водорода и кислорода:
2H++2e=H2;
H20-2e=1/2O2+2H
64.Топливные элементы. Топливные элементы – окислитель и восстановитель хранятся вне элемента и в процессе работы подаются к электродам,котороые не расходуются.Топливо-восстановитель.Его химическая энергия превращается в электрическую.
ТЭ с кислородно –водородной системой и шелочным электролитом
Общая схема Н2,M |KOH|M,O2
AHOД:
Н2 + 2ОН – 2е =2Н2О
Катод:
1/2О2 + Н2О +2е=2 ОН-
Токообразующая реакция : Н2 +1/2О2=Н20
Характеристика ТЭ ЭДС,Напряжение,Мощность,КПД. ЭДС в среднем 1-1.5В