33. Электрохимическое равновесие на межфазовой границе электрод- электролит. Электродный потенциал.

Потенциал обусловленный электронами- равновесный потенциал- устанавливающийся при активности электролита равном 1- стандартный электродный потенциал. Непосредственное изменение величины электродного потенциала невозможно, поэтому величину потенциала какого-то электрода измеряют относительно другого электрода (электрод сравнения). В соответствии с разделением окислительно-восстановительной реакции на две полуреакции, напряжение(электродвижущую силу) также принято представлять в виде разности двух величин, каждая из которых отвечает данной полуреакции. Эти величины называются электродными потенциалами или электродными напряжениями.

В отсутствии внешнего источника тока на границе электролит у обоих электронов устанавливается динамическое равновесие между переходами ионов из металлической фазы в раствор и из раствора на вакантные места в узлах кристаллической решетки металлов. При подключении этих электронов к внешнему источнику постоянного тока происходит нарушение рассмотренного динамического равновесия по следующей причине: электрод, подключенный к отрицательному полю внешнего источника постоянного тока приводит к нарушению равновесия электрод- электролит. Согласно принципу Ле-Шателье, система электрод- электролит, стремясь восстановить нарушенное равновесие, вызовет следующий процесс: 2е^-+Zn²⁺=Zn⁰(восстановление- катод). С электрода, подключенного к положительному полюсу внешнего источника тока, будет происходить выкачивание электронов, что приведет, как и в предыдущем случае, к нарушению равновесия на границе электрод- электролит. Система электрод- электролит, стремясь восстановить нарушенное равновесие, вызывает на данном электроде следующий процесс: Zn⁰-2e=Zn²⁺(окисление- анод). Устройства, где происходят превращения электрической энергии в химическую- гальванические ванны: катод имеет полярность отрицательную, анод- положительную. Противоположные полярности электрода в гальванических ваннах и гальванических элементах объясняется тем, что в гальванических элементах происходит превращение хим. энергии в электрическую, а в гальванических ваннах происходит превращение электрической энергии в химическую.

34. Гальванический элемент. Связь э.Д.С. С энергией Гиббса.

Гальванические элементы – это устройства для прямого преобразования химической энергии заключенных в них реагентов в электрическую. Гальванические элементы – это источники тока, в которых вещества, образовавшиеся в процессе разряда, не могут быть превращены в исходные активные материалы. Поэтому ГЭ – это первичные элементы, или ХИТ одноразового действия.

Активные компоненты закладываются в них заранее, и срок работы ГЭ определяется запасом активных компонентов. После расхода активных компонентов ГЭ выходит из строя.

Гальванический элемент представляет собой замкнутую систему, состоящую из двух гальванических полуэлементов (гальванических пар

Гальванический элемент характеризуется ЭДС, напряжением, емкостью и энергией, которую он может отдать во внешнюю цепь.

ЭДС (электродвижущая сила) ГЭ равна разности потенциалов электродов (катода и анода):

E_э = φ_к - φ_а.

Связь ЭДС с энергией Гиббса заключается в том, что величину ЭДС ГЭ можно рассчитать по известному значению энергии Гиббса токообразующей реакции по формуле:

где F - число Фарадея, F = 96500 Кл/моль;

∆G - изменение энергии Гиббса токообразующей реакции;

n - число электронов, участвующих в электрохимическом процессе на электродах.