Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторная работа 25.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
30.04.2019
Размер:
1.27 Mб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО РОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Тверской государственный технический университет

Кафедра биотехнологии и химии

Методические указания к практикуму по физической химии

Лабораторная работа № 25

«Измерение температурного коэффициента э.д.с. гальванического элемента и расчет его термодинамических величин».

Тверь

2006

Электродвижущие силы. Теоретическая часть.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ СКАЧКА ПОТЕНЦИАЛА НА ГРАНИЦЕ ФАЗ.

При контакте любых двух фаз на границе их раздела возникает двойной электрический слой, состоящий из равных по величине, но противоположных по знаку элек­трических зарядов. Это происходит потому, что заряженные частицы (электроны, ионы) в разных фазах на­ходятся в различных условиях и, следовательно, химические потенциалы их неодинаковы. Согласно второму закону термодинамики, частицы самопроизвольно пере­ходят из фазы, где их химический потенциал больше, в фазу, где химический потенциал меньше, пока свобод­ная энергия системы (G) не станет минимальной. Каж­дая фаза, следовательно, приобретает заряд, и на грани­це раздела фаз возникает разность электрических потен­циалов (скачок потенциала).

Скачки потенциала возникают на границе металл I/металл II (контактный потенциал), на границах металл/ра­створ и на границе двух растворов (диффузионный по­тенциал).

Механизм образования двойного электрического слоя различен и зависит от природы граничащих фаз.

Диффузионная разность потенциалов (или просто диф­фузионный потенциал — Ед) возникает на границе со­прикасающихся растворов электролитов благодаря тому, что Диффузия катионов и анионов из одного раствора в другой протекает с различной скоростью, что и приводит к образованию двойного электрического слоя в тонком слое в области контакта растворов. Для уменьшения диффузионного потенциала раство­ры электролитов в электрохимических системах соеди­няют с помощью солевого мостика, наполненного насы­щенным раствором такого электролита, у которого под­вижности и скорости диффузии катиона и аниона близки. Обычно используют водные растворы КС1, NH4Cl, KNO3, NH4NO3 и неводные растворы KCNS в С2Н5ОН или NaI в СНзОН.

Скачок потенциала на границе металл/раствор.

При погружении металла в водный раствор его соли (такая система называется электродом I рода) часть ка­тионов кристаллической решетки сольватируется по­лярными молекулами воды и переходит в раствор, за­ряжая его положительно. Металл, в котором появился избыток электронов, заряжается отрицательно. Отри­цательный заряд металла препятствует дальнейшему переходу катионов в раствор, и в системе устанавлива­ется равновесие, которому соответствует определенное значение равновесного скачка потенциала между ме­таллом и раствором, величина которого зависит от при­роды металла, концентрации ионов металла в растворе и температуры.

Некоторые металлы (например, золото, платина) об­ладают столь прочной кристаллической решеткой, что катионы не могут освободиться. Если такой металл по­грузить в электролит, содержащий ионы, в состав кото­рых входят элементы в различных степенях окисления (такие системы называют окислительно-восстановитель­ными, или редокс-электродами), то будет происходить обмен электронами между инертным электродом и иона­ми, что также приведет к образованию двойного элек­трического слоя и возникновению равновесного скачка потенциала.

Двойной электрический слой и соответствующая раз­ность потенциалов возникают также при ионообменных процессах на границах: стекло/раствор, ионообменная смола/раствор и др.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.