To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Chemia fizyczna dr Anna Wencel
Wykład 2
SCHEMAT OGNIWA GALWANICZNEGO
RYSUNEK
Gdy ogniwo zawiera dwa różne roztwory, na granicy faz ich styku powstaje jeszcze dodatkowy potencjał dyfuzyjny.
E =∏+ - ∏- + ∏D Gdy ogniwo zawiera jeden roztwór, to potencjał dyfuzyjny jest równy zeru, a siła elektromotoryczna jest sumą kolejnych potencjałów międzyfazowych.
Potencjał dyfuzyjny wystąpi tylko wtedy, gdy liczby przenoszenia kationów i anionów stykających się elektrolitów będą różne. Istnieją elektrolity, dla których liczby przenoszenia jonów są takie same: KCl, Na4NO3, KNO3. Dla tych substancji potencjał dyfuzyjny jest równy zeru.
WYKŁAD II
SEM ogniwa a termodynamika
Powinowactwem chemicznym nazywamy siłę napędową każdego samorzutnego, samorzutnego także wymuszonego procesu chemicznego. W procesie chemicznym układ zmienia stan, dążąc do określonego (poprzez stany pośrednie) stanu końcowego. Ten szereg stanów pośrednich nazywamy drogą przemiany.
Każdy proces wywołany jest działaniem jakichś bodźców termodynamicznych, które mogą mieć związek z właściwościami ciał tworzących dany układ (bodziec wewnętrzny) lub też z siłami oddziaływującymi na układ (bodziec zewnętrzny). Zależnie od tego wyróżniamy procesy samorzutne i wymuszone.
Jeżeli układ pobiera podczas przemiany energię w postaci, np. pracy elektrycznej, to zachodzi proces wymuszony. Bieg chemicznej reakcji wymuszonej wymaga ciągłej ingerencji zew. W postaci dostarczania pracy nie mechanicznej (najczęściej elektrycznej). Przykładem takiej reakcji są wszystkie procesy elektrolizy. Jeżeli mówimy o pracy związanej z reakcją chemiczną, to odnosimy tę pracę do sił międzycząsteczkowych powodujących występowanie związanej z tymi cząsteczkami energii potencjalnej. Zachodzi zatem proces gromadzenia się energii wewnątrz układu.
Energią wewnętrzną układu nazywamy sumę wszystkich rodzajów energii cząsteczek znajdujących się w układzie. Energia wew. czasteczkowa układu jest więc wielkością charakterystyczną dla danego stanu układu, a niezależną od sposobu dojścia układu do tego stanu.
Energią wewnętrzną układu jest więc wielkością charakterystyczną dla danego stanu układu, a niezależną od sposobu dojścia układu do tego stanu.
Ogniwa galwaniczne są ukł. , gdzie energia chemiczna zamieniana jest na energię elektryczną, przy czym wykorzystuje się procesy wywoływane wymianą elektronów między reagującymi ze sobą substancjami. Zależności te określają prawa termodynamiki. Z punktu widzenia termodynamiki teoretyczne wartości napięcia ogniwa sporządzonego z reagujących składników (w przypadku odwracalności procesu) są związane z pracą maksymalną, czyli zmianą potencjału termodynamicznego. Pracę tę należy wykonać kosztem energii doprowadzonej z zewnątrz.
(…)
… stężeniem molowym:
Szereg potencjałów standardowych.
Potencjał elektrody można wyznaczyć tylko w stosunku do innej elektrody (gdyż jeszcze nie wynaleziono metody mierzenia bezwzględnych wartości potencjału elektrody).
Dlatego chcąc określić potencjał elektrody, buduje się w praktyce ogniwo składające się z ej elektrody oraz drugiej elektrody (pomocniczej), o znacznym potencjale i mierzy się SEM tego ogniwa…
… równowagi chemicznej).
Potencjał elektryczny, a wzór NERNSTA
Wielkość potencjału zależy od rodzaju metalu (M) elektrolitu i aktywności (stężeń) jonów w roztworze:
W ogniwach galwanicznych, sporządzonych z dwóch różnych metali wykorzystano zjawisko przyjmowania przez metal (zanurzony w roztworze elektrolitu) potencjału elektrycznego, którego wielkość zależy od własności drugiego metalu. W procesach tworzenia kationów atomy metalu tracą swe elektrony walencyjne (ulegają utlenianiu), które powstając w nierozpuszczalnej masie metalu, nadają jej ładunek ujemny. Wielkość ładunku, czyli potencjał elektryczny zależy od rodzaju i aktywności jego kationów w roztworze. Nie ma na niego wielkość zanurzonej powierzchni.
Im słabiej związane są jony metalu w jego siatce krystalicznej oraz im większą wykazują…
… Max reakcji gramorównoważników utleniacza lub reduktora) - na wyższy od E woltów poziom potencjału elektrycznego: Lmax = - zFE
Z - ładunek jonu (liczba gramorównoważników, jaka została przetworzona w wyniku procesu elektrochemicznego)
F - stała Faradaya
E - różnica potencjałów
Iloczyn FE stanowi użyteczną energię elektryczną, która wyzwala się (lub którą należy doprowadzić z zew…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)