To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
SZEREG NAPIĘCIOWY METALI. OGNIWA GALWANICZNE Opracowanie: dr inż. Krystyna Moskwa, dr inż. Bogusław Mazurkiewicz CZĘŚĆ TEORETYCZNA. 1. Potencjał elektrochemiczny metali. Każdy metal zanurzony w elektrolicie posiada pewien potencjał. Potencjał ten jest związany z reakcją utlenienia lub redukcji metalu, bądź też orientacją cząsteczek z roztworu i jest równy różnicy potencjału na granicy faz metal/roztwór. Praca przejścia przez granicę faz jonu lub elektronu posiada naturę chemiczną i elektryczną. W związku z tym potencjał ten definiujemy jako potencjał elektrochemiczny. Wymiana ładunków jest związana z reakcją utlenienia (oddawania elektronów) i redukcji (pobierania elektronów). Jeśli nie ma odpływu elektronów z elektrody, między obu przeciwnie skierowanymi reakcjami ustali się równowaga: Me ↔ Me+n + ne Prowadzi to do powstania różnicy potencjałów między metalem a roztworem. Jeśli rozpatrujemy układ metal - sól jonów własnych, to na podstawie rozważań termodynamicznych można podać równanie określające zależność potencjału metalu od aktywności jego jonów w roztworze. Jest to potencjał odwracalny metalu i opisuje go równanie Nernsta: n + n Me o Me / Me a log nF RT 2,303 + E = E + gdzie: + n Me / Me E - potencjał elektrody Eo - potencjał normalny elektrody, stała wartość charakterystyczna dla danego metalu R - uniwersalna stała gazowa T - temperatura bezwzględna F - stała Faraday'a = 96 500 kulombów – ładunek potrzebny do zobojętnienia 1 mola 1 wartościowych jonów n - liczba elektronów biorąca udział w elementarnej reakcji elektrodowej aMen+ - aktywność jonów metalu w roztworze a = Cm·f gdzie Cm - stężenie molowe, f - współczynnik aktywności W przypadku innych układów tzn. metali zawierających obce kationy, wartość potencjału zmienia się analogicznie ze zmianą aktywności elektrolitu. Jednak ze względu na nieznaną wartość potencjału normalnego metalu w danym roztworze potencjału tego nie można obliczyć z równania Nernsta. Potencjał ten definiujemy jako potencjał nieodwracalny. Bezwzględnej wartości skoku potencjału na granicy faz metal-roztwór nie potrafimy zmierzyć. Można natomiast określić różnicę potencjałów dwóch elektrod. 2.
(…)
… jest elektroda kalomelowa . Składa się ona z rtęci w kontakcie ze stałym kalomelem Hg2Cl2 w roztworze
chlorku potasu KCl. Schematycznie można przedstawić ją następująco:
Hg Hg2Cl2 Cl-
Jeśli roztwór KCl jest roztworem nasyconym to wówczas wartość potencjału równowagowego takiej nasyconej elektrody
kalomelowej (NEK) względem normalnej elektrody wodorowej (NEW) wynosi +0,244V.
Innymi elektrodami drugiego…
… jako elektrod odniesienia w pomiarach potencjałów. Najczęściej stosowana w pomiarach
laboratoryjnych jest elektroda kalomelowa . Składa się ona z rtęci w kontakcie ze stałym kalomelem Hg2Cl2 w roztworze
chlorku potasu KCl. Schematycznie można przedstawić ją następująco:
Hg Hg2Cl2 ClJeśli roztwór KCl jest roztworem nasyconym to wówczas wartość potencjału równowagowego takiej nasyconej elektrody
kalomelowej…
… na przemieszczanie się jonów. Może to być również tzw. mostek
elektrolityczny, w praktyce jest to rurka wypełniona roztworem wodnym KCl i żelatyny, przez którą mogą przemieszczać
się jony.
Rys.1. Ogniwo Daniella Rys.2. Ogniwo stężeniowe
Z chwilą połączenia obu metali przewodnikiem metalicznym o oporze R następuje przepływ prądu wywołany
procesami elektrochemicznymi w ogniwie. Zachodzi reakcja utleniania…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)