8

Утверждаю

Ректор университета

____________А.В. Лагерев

«____»____________2008 г.

ХИМИЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭДС ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

И ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА МЕТАЛЛА

Методические указания

к выполнению лабораторной работы

для студентов всех форм обучения

всех специальностей

БРЯНСК 2008

УДК 541.8

Химия. Определение ЭДС гальванического элемента и электродного потенциала металла: методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов всех форм обучения всех специальностей. – Брянск: БГТУ, 2008. - 8 с.

Разработали: Е.В. Удовенко, асс.,

О.Г. Казаков, к.х.н., доц.,

О.Ф. Котелович, к.х. н., доц..

И.В. Ильина, к.б.н.

Рекомендованы кафедрой «Безопасность жизнедеятельности и химия» БГТУ (протокол № 5 от 22.01.08)

Научный редактор О.Г. Казаков

Редактор издательства Л.И. Афонина Компьютерный набор Е.В.Удовенко

Темплан 2008 г., п. 64

Подписано в печать Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. печ.л. 0,46. Уч.-изд.л. 0,46. Тираж 40 экз. Заказ Бесплатно.

Брянский государственный технический университет.

241035, Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ. 58-82-49. Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Харьковская, 9.

1. Цель работы

Цель работы – ознакомиться с механизмом образования двойного электрического слоя, электродного потенциала и работой гальванического элемента.

Продолжительность работы – 4 часа.

2. Теоретическая часть

1.1. Механизм образования двойного электрического слоя

и электродного потенциала

При погружении металла в раствор собственной соли часть катионов, расположенных в поверхностном слое, под действием тепловой энергии и поляризующего действия молекул растворителя выходит в раствор. Вышедшие в раствор катионы взаимодействуют с молекулами растворителя - сольватируются (в случае водных растворов - гидратируются).

По мере увеличения концентрации катионов в растворе часть из них под действием электрического поля отрицательно заряженной поверхнос­ти будет возвращаться к поверхности и встраиваться в решетку метал­ла. Через определенное время скорости процесса растворения металла и его кристаллизации уравняются. В результате наступит динамическое равновесие.

Большая часть вышедших в раствор катионов будет расположена вблизи поверхности металла. В этом случае силы притяжения катиона к поверхности будут равны силам, способствующим уходу катиона вглубь раствора. Таким образом, образуется двойной электрический слой на гра­нице металл-электролит

Ме_(к) + хН₂О → Ме^n+.xH₂O_(водн) + ne^-_(к).

Обычно при записи уравнения равновесного процесса гидратацию не учитывают

Ме_(к) → Меⁿ⁺_(водн) + ne^-_(к).

Скачок потенциала между противоположно заряженными поверхностью металла и раствором называют электродным потенциалом. Зависимость электродного потенциала от природы металла, температуры, концентрации потенциалопределяющих ионов выражается формулой Нернста

_{где φ}⁰_Ме/Меⁿ⁺ _{- стандартное значение электродного потенциала; F- число Фарадея; n – величина заряда катиона; R – универсальная газовая постоянная; Т – температура.}

_{При Т=298}⁰_{К 2,3}^._RT/F=0,059.