Вопрос 33.Термодинамическое выражение эдс гальванического элемента. Стандартная эдс.
Гальванический элемент – система, в которой происходит преобразование химической энергии в электрическую за счёт окислительно-восстановительной реакции. Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента равна алгебраической сумме отдельных скачков (разностей) потенциалов, существующих на поверхностях раздела между различными фазами в гальваническом элементе. Различают три типа скачков:
– электродные потенциалы (j+ или j–) на границе раствор;
– контактные потенциалы (jк), возникающие на границе соприкосновения двух различных металлов;
– диффузионные потенциалы (jд), возникающие на границе соприкосновения двух растворов, различных по природе или концентрации.
В общем виде ЭДС элемента (Е) может быть записана:
E = j+ +j- +jд +jк
Стандартные электродные потенциалы электродов измеряются относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого принят равным нулю Стандартная ЭДС равна разности стандартных потенциалов:
.
Вопрос 34.Классификация электродов. Обратимые электроды 1 и 2 рода. Примеры. Применение. Стандартный водородный электрод. Хлорсеребряный электрод.
По типу потенциалопределяющей реакции (окислительно-восстановительного электродного процесса) электроды делят на электроды первого рода, второго рода (электроды с электрохимической реакцией) и ионоселективные (без электрохимической реакции)
Классификация электродов
проводится по природе окислителей
и восстановителей,
которые участвуют в электродном
процессе. Электродом 1-го рода называют
металл (или неметалл), погруженный
в электролит,
содержащий ионы этого же элемента.
Металл электродов является восстановленной
формой вещества, а его окисленной формой
- простые или комплексные ионы этого
же металла. Например, для системы
Сu 
Сu2+ +
2е, где е - электрон, восстановленной
формой является Сu, а окисленной - ионы
Сu2+,
Соответствующее такому электродному
процессу <i.Нернста
уравнение для электродного
потенциала Е имеет
вид:</i.
где E°
- стандартный
потенциал при
т-ре Т; 
- термодинамическая
активность ионов Сu2+; F
- постоянная
Фарадея, R
- газовая
постоянная,
К электродам 1-го рода относятся
амальгамные электроды, так как для них
восстановленная форма - амальгама металла,
а окисленная - ионы этого же металла.
Например, для амальгамы таллия
устанавливается равновесие: Tl+ +
e(Hg) 
Tl(Hg).
В такой системе могут изменяться концентрации и
окисленной, и восстановленной форм,
поэтому уравнение Нернста имеет вид:
где aтl, - термодинамическая активность таллия в амальгаме.
Стандартный водоро́дный электро́д — электрод, использующийся в качестве электрода сравнения при различных электрохимических измерениях и в гальванических элементах. Водородный электрод (ВЭ) представляет собой пластинку или проволоку из металла, хорошо поглощающего газообразный водород (обычно используют платину или палладий), насыщенную водородом (при атмосферном давлении) и погруженную в водный раствор, содержащий ионы водорода. Потенциал пластины зависит[уточнить] от концентрации ионов Н+в растворе. Электрод является эталоном, относительно которого ведется отсчет электродного потенциала определяемой химической реакции. При давлении водорода 1 атм., концентрации протонов в растворе 1 моль/л и температуре 298 К потенциал ВЭ принимают равным 0 В. При сборке гальванического элемента из ВЭ и определяемого электрода, на поверхности платины обратимо протекает реакция:
2Н+ + 2e− = H2
то есть, происходит либо восстановление водорода, либо его окисление — это зависит от потенциала реакции, протекающей на определяемом электроде. Измеряя ЭДС гальванического электрода при стандартных условиях (см. выше) определяют стандартный электродный потенциал определяемой химической реакции.
ВЭ применяют для измерения стандартного электродного потенциала электрохимической реакции, для измерения концентрации (активности) водородных ионов, а также любых других ионов. Применяют ВЭ так же для определения произведения растворимости, для определения констант скорости некоторых электрохимических реакций.
классифицируются по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов и для наплавочных работ), технологическим особенностям (для сварки в различных пространственных положениях, сварки с глубоким проплавлением и ванной сварки), виду и толщине покрытия, химическому составу стержня и покрытия, характеру шлака, механическим свойствам металла шва и способу нанесения покрытия (опрессовкой или окунанием).
1)К электродам первого рода относятся электроды, состоящие из металлической пластинки, погруженной в раствор соли того же металла.
2)Электродами второго рода являются электроды, в которых металл покрыт малорастворимой солью этого металла и находится в растворе, содержащем другую растворимую соль с тем же анионом.
3)Для определения электродного потенциала элемента необходимо измерить ЭДС гальванического элемента, составленного из испытуемого электрода и электрода с точно известным потенциалом – электрода сравнения.
4)Индикаторные электроды.Электроды, обратимые относительно иона водорода, используются на практике для определения активности этих ионов в растворе (и, следовательно, рН раствора) потенциометрическим методом, основанном на определении потенциала электрода в растворе с неизвестным рН и последующим расчетом рН по уравнению Нернста
5)окислительно-восстановительных электродов процессы получения и отдачи электронов атомами или ионами происходят не на поверхности электрода, а только в растворе электролита.
Электроды II рода обратимы по отношению к двум видам ионов, т.е. их потенциал зависит от активности (концентрации) катиона металла в растворе и аниона труднорастворимой соли этого металла.
Электрод II рода состоит из металла, покрытого слоем его труднорастворимой соли, погруженного в раствор электролита, содержащий анион одноименный с труднорастворимой солью. Примером такого электрода является хлорсеребряный электрод (рис.4), который состоит из серебряной проволоки (1) с нанесенным слоем АgCI (2), погруженной в раствор, содержащий CI–-ионы (HCl, KCl) определенной концентрации, (4) – микрощель для контакта с исследуемым раствором.