32. Скачок потенциала на границе «металл-раствор». Равновесные потенциалы. Стандартные потенциалы. Ряд стандартных электронных потенциалов.

Потенциал. На границе раздела двух разнородных фаз происходит переход заряженных частиц - ионов или электронов из одной фазы в другую, следовательно, возникает разность электрических потенциалов, распределения упорядоченных электрических зарядов, т. е. образование двойного электрического слоя. Возникновение межфазового скачка потенциала можно об»яснить следующими основными причинами; но рассмотрим только те, которые приводят к коррозии металлов, а точнее: переход катионов металла из электролита на металл (электродный потенциал) адсорбция анионов электролита на металле (адсорбционный потенциал) возникновение ионно-адсорбционного потенциала за счет одновременной адсорбции поляризуемого атома кислорода и перехода катионов из металла в электролит. По известным причинам, абсолютное значение межфазовой разности потенциалов измерить нельзя, эту величину можно измерить относительно другой величины и за точку отсчета принимается стандартный водородный потенциал. Наличие на межфазовой границе металл-раствор электролита двойного электрического слоя оказывает существенное влияние на процесс, а, в частности, на скорость коррозии металлов. При изменении концентрации (плотности) положительных или отрицательных частиц в растворе или металле может измениться скорость процесса растворения металла. Именно их этих соображений электродный потенциал является одной из важнейших характеристик, определяющих скорость коррозии металла.

33. Теория гальванического элемента. Эдс. Связь эдс с энергией Гиббса.

Одним из наиболее перспективных является электрохимический способ преобразования химической энергии в электрическую, который осуществляется в химических источниках тока. К достоинствам последних относится высокий КПД, бесшумность, безвредность, возможность использования в космосе и под водой, в переносных устройствах, на транспорте и т. п. К химическим источникам тока относят гальванические элементы, аккумуляторы и топливные элементы.

Гальванические первичные элементы. Гальваническими первичными элементами называют устройства для прямого преоб­разования химической энергии заключенных в них реагентов в электрическую. Реагенты (окислитель и восстановитель) входят непосредственно в состав гальванического элемента и расходу­ются в процессе его работы. После расхода реагентов элемент не может больше работать.,Таким образом, это источник тока одноразового действия, поэтому его еще называют первичным химическим источником тока. Гальванический элемент характе­ризуется ЭДС, напряжением, емкостью и энергией, которую он может отдать во внешнюю цепь. ЭДС элемента определяется термодинамическими функциями протекающих в нем процессов

По мере работы эле­мента (разряда) уменьшается концентрация исходных реагентов и растет концентрация продуктов реакции, поэтому в соответ­ствии с уравнением Нернста ЭДС элемента уменьшается.

Емкость элемента — это количество электричества, которое источник тока отдает при разряде. Она определяется массой реагентов в элементе, их эквивалентом и степенью пре­вращения.

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. В качестве анодов обычно применяются электроды из цинка и магния, катодов — электроды из оксидов металлов

(марганца, меди, ртути, серебра) и хлоридов (меди и свинца) на графите, а также кислородный электрод.