Wstęp do elektrochemii-wykład

Nasza ocena:

3
Pobrań: 42
Wyświetleń: 1001
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
 Wstęp do elektrochemii-wykład - strona 1  Wstęp do elektrochemii-wykład - strona 2  Wstęp do elektrochemii-wykład - strona 3

Fragment notatki:

Wstęp do elektrochemii
Wykład 2, cz. 1
Elektroda - półogniwo
• Jest to układ złożony z dwóch faz
przewodzących:
• 1. Stały przewodnik
• 2. Elektrolit
• Na granicy faz tworzy się potencjał
• Związany jest z powstawaniem podwójnej
warstwy elektrycznej
Potencjał na granicy faz
Warstwy Helmholtza
• Zorientowanie dipoli wody w pobliżu powierzchni
elektrody. Monomolekularna ukierunkowana
warstwa rozpuszczalnika – wewnętrzna warstwa
• Ukierunkowane dipole wody powodują wzrost
stężenia jonów jednego znaku w porównaniu z
roztworem daleko od elektrody. Nadmiar lub
niedomiar ładunków indukuje równy co do
wartości ale o znaku przeciwnym ładunek
elektrody
Warstwa Gouya - Chapmana
• Tam gdzie ładunek nadmiarowy powoli
zanika tworzy się nadmiarowa warstwa
dyfuzyjna.
Potencjał elektrody
Ogniwo galwaniczne
Reakcje elektrodowe
• Reakcje elektrodowe dotyczą przepływu ładunku
z elektrody do roztworu i odwrotnie od roztworu
do elektrody. Przepływ elektronu towarzyszy
reakcjom zdefiniowanym jako redukcyjno –
oksydacyjne: redox
utlenianie
• Cu (0) Cu (2+ aq) + 2e
Redukcja
• Cu (2+ aq) + 2e Cu (0)
Ogólna formuła
Postać utleniona + ne
postać zredukowana
Potencjał elektrod, reakcje zachodzące na
elektrodach (redoks)
Elektroda
Cu/CuSO4
Elektroda
Ag/AgCl
Cu2+ + 2e- Cu
AgCl + e- Ag + Cl
Klucz elektrolityczny
• Rurka wypełniona
roztworem KCl
SEM ogniwa
Ogniwo Daniella
• Ogniwo zbudowane jest z dwóch półogniw
z których każde zanurzone jest w roztworze
swojej soli.
• Cu(s) / Cu2+ (aq) (redukcja)
Reakcja elektrodowa: Cu2+ (aq) + 2e Cu(s)
• Zn(s) / Zn2+ (aq) (utlenianie)
Reakcja elektrodowa: Zn(s) Zn2+ (aq) + 2e
Ogniwo Daniella
• Reakcje półogniw można zapisać w postaci
jednego równania
• Zn(s) + Cu2+ (aq) + 2e
Zn2+ (aq) + 2e +Cu(s)
• Jeżeli półogniwa połączymy kluczem
elektrolitycznym i elektrody podłączymy do
woltomierza to możemy zmierzyć różnicę
potencjałów ( SEM) powstałego ogniwa
Konwencja IUPAC
• Schematyczny zapis ogniwa Daniella
(-)Zn/Zn2+ Cu2+/Cu(+)
E ogniwa = E katody (prawa) – E anody (lewa)
Pojedyncze linie oznaczają granice faz elektroda
roztwór , podwójne klucz elektrolityczny.
Potencjał na granicy faz jest wynikiem reakcji
redoks. Elektroda na której zachodzi utlenianie
jest anodą, na katodzie zachodzi redukcja
Aparatura potencjometryczna
Potencjometr,
(woltomierz) ale prąd
przepływający przez
to urządzenie jest
mniejszy niż 10-11 A
• Pary elektrod
zanurzonych w
roztworze
Równanie Nernsta
E
E0
RT ared
ln
zF aoks
Równanie Nernsta








E, potencjał elektrody
E0, standardowy potencjał elektrody
R, stała gazowa 8,314JK-1mol-1
T, temperatura w K
Z, wartościowość jonu
F, stała Faradaya 9,64846x104 C mol-1
ln a = 2,303 log a
Aktywności: a = 1 dla fazy stałej (metal)
Zastosowanie równania Nernsta
Standardowe potencjały
• Pomiar przeprowadza się w 298 K
• Aktywność jonów czynnych 1 mol dm-3
• Potencjały elektrod wyznaczane są
względem standardowej elektrody
wodorowej, który wynosi 0,0000 V
Elektroda ... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz