Лекции / 6
.pdf
элементы
Изометаллические Биметаллические
Гальванический
элемент
(биметаллический)
Анод: Zn - 2e = Zn2+
Катод: Cu2++2e = Cu Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
Граница раздела фаз
-Zn|ZnSO4||CuSO4 |Cu
+
Устранен диффузионный
потенциал
р-р |
р-р CuSO4 |
ZnSO4 |
|
Мерой работоспособности ГЭ элемента является ЭДС или разность потенциалов электродов:
ЕГЭ Екатода Еанода ; |
|
|
ЕГЭ |
0 Екат0 |
. Еан0 . |
||||||||||||||||
если Е0 |
2 |
/ Zn |
|
0,76 B ; |
E0 |
|
2 |
/ Cu |
0,34, |
||||||||||||
Zn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cu |
|
|
|
|
|
|
|||||
то, Е0ГЭ 0,34 ( 0,76) 1,1 B |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
E |
|
|
|
2 |
|
Е0 |
2 |
|
|
|
|
0,059 lga |
|
2 |
|||||||
|
|
Zn |
|
|
/ Zn |
Zn |
|
/ Zn |
|
|
|
|
|
n |
|
|
Zn |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
E |
|
2 |
Е0 |
2 |
|
|
|
|
0,059 lga |
|
2 |
|||||||||
|
|
|
|
Cu / Cu |
Cu / Cu |
|
|
|
|
n |
|
|
Cu |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
EГЭ 1,1 |
0,059 lg aCu2 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
aZn2 |
|
|
|
Концентрационный
гальванический
элемент
(изометаллический)
Анод: Zn Zn2+(0,1н) +2e Катод: Zn2+(1н) +2e Zn
Zn2+(1н) Zn2+(0,1н)
- Zn|Zn2+(0,1н)||Zn2+(1н)|Zn
+
p-p ZnSO4 0,1 н |
|
p-p ZnSO4 1 н |
(a1) |
a1 |
(a2) |
|
< a2 |
EZn2 / Zn EZn0 2 / Zn 0,059n lg aZn2 (a2 )
EZn2 / Zn EZn0 2 / Zn 0,059n lg aZn2 (a1)
EГЭ 0,059 lg a2 |
|
n |
a1 |
Окислительно-восстановительные |
|||||
|
потенциалы |
|
|
|
|
P |
Fe 2+(р-р) Fe 3+(р-р)+е ( Pt пл-ка) |
||||
t |
Red Ox + ne |
|
|||
|
|
||||
|
Red - восстановленная форма |
||||
|
Ox – окисленная форма |
|
|||
|
Уравнение НернстаПетерса: |
||||
FeCl2 , |
Еок. ф./ в.ф. Еок.0 |
ф./ в.ф. |
RT |
ln |
Сокисл. ф-ма |
|
|
|
|
||
FeCl |
|
|
nF |
|
Свосст. ф-ма |
3 |
|
|
|
|
|
|
Стандартный ОВ потенциал |
|
|
|
|
от:
температуры
природы окислителя и восстановителя
концентрации окисленной и восстановленной форм
рН среды
Стандартный
ОВ
потенциал
ЭДС ГЭ, составленного из окислительно-
восстановительной системы, содержащей
окисленную и восстановленную формы в
концентрациях 1 моль/л и НВЭ – есть
стандартный ОВ потенциал данной ОВ
системы
Если составить ГЭ из MnO4-/Mn2+ и (Pt),H2|
2H+, то стандартный ОВ потенциал =
+1,51 В.
MnO4- + 8H+ +5e Mn2+ + 4H2O
a(MnO4-)= a(Mn2+)=1 моль/л а(H+)= 1 моль/л
В реальных условиях расчет ОВ потенциала системы MnO4-/Mn2+
производится по уравнению НернстаПетерса:
ЕMnO4 / Mn2 1,51 |
RT |
ln |
[MnO4 ][H ]8 |
||
5F |
[Mn |
2 |
] |
||
|
|
|
|||