Басылым: алтыншы
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
Тезисы лекций (1)
| Электродтық потенциалдар. Гальваникалық элементтерде екі типті электродтар қолданады. Электродтардың I-ші типі - өзінің тұзына салынған өткізгіш - металдық пластинка. Мысалы, мырыш пластинкасын мырыш сульфаты ерітіндісіне салса, онда келесі теңдеумен өрнектелетін тотығу-тотықсыздану процесі жүреді:
2+ Ерітіндіге мырыш катиондары ауысады, ал электрондар металдың бетінде қалады. Нәтижесінде металдық пластинка мен ерітінді арасында потенциалдар айырымы пайда болады да металдың потенциалы теріс болады. Бұл айырмашылықтар металды ерітуге тырысқан күштер мен ерітіндідегі металл иондарының осмостық қысымы қатынастарындағы айырмашылыққа байланысты. Екінші тип – ол инертті металдан жасалынған, тотығу-тотықсыздану жұбын құрайтын, мысалы, Fe3+/Fe2+, иондар ерітіндісіне салынған платина пластинкасы. Электродтардың бұл типтерінде тотығу- тоықсыздану процестері бірінші типті электродтағыдай жүреді, айырмашылығы электрондар платина электродында қалады. Әртүрлі заттардың тотығу-тотықсыздану қабілетінің өлшемі - электродты потенциал (вольт) болып табылады. Өлшейтін құрылғылар тек қана потенциалдар айырымын анықтайды. Жартылай реакциялардың потенциалдарының абсолютті мәнін анықтау әдісі жоқ. Сондықтан жартылай реакциялардың салыстырмалы потенциалдарын барлық электродты потенциалдарды жалпы стандартпен салыстыру жолымен алады. Ол үшін нормальді сутектік стандартты электродпен зерттелетін тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғыш электродынан тұратын гальваникалық элемент құрайды. Гальваникалық элементтің электрқозғаушы күшінің шамасы тотықтырғыштар мен тотықсыздандырғыштардың химиялық активтіліктерінің көрсеткіші. Нормальді (стандартты) сутек электроды-активтілігі тұрақты бірге тең қышқыл ертіндісіне салынған,бір атмосфера тұрақты қысымдағы сутек ағынында болатын ұнтақталған платинамен жабылған платина фольгасы. Сутек платина электродында адсорбцияланып, ерітіндіге ауысады. 2 2+- Бұл процесс қайтымды, сондықтан стандартты сутек электродында тотығу процесі де, сутек иондарының молекулалық сутекке тотықсыздану процесі де жүре алады. Қолайлы болу үшін стандартты сутек электродының потенциалын кез келген температуада ноль вольтке тең деп алады. Кез келген электродты стандартты сутек элетродымен байланыстырып, электрқозғаушы күшін вольтметрмен жеңіл өлшеуге болатын гальваникалық элемент құрастырады (1-сурет). Осындай элементтің электрқозғаушы күші (э.қ.к.) стандартты (нормальды тотығу-тотықсыздану ) потенциал Е0деп аталады. Ол 25оС температурада өзінің тұзына салынған металл мен стандартты сутектік электродтарының потенциалдар айырымына тең. Стандартты электродты потенциалдар Қосымшада кестеде келтірілген. Кез келген жүйенің тотығу-тотықсыздану потенциалы термодинамикалық әдіспен анықталады және ол температураға және тотығу-тотықсыздану түрлерінің концентрацияларына (активтіліктеріне) тәуелді. Бұл тәуелділік Нернст теңдеуімен өрнектеледі: мұнда, Е- тепе-теңдіктегі потенциал , В; Ео- стандартты потенциал, атт.= атс.= 1 болғандағы потенциал; R-универсалды газ тұрақтысы (8,3144 Дж.град-1.моль-1); F- Фарадей саны (96493 Кл.экв-1); T– абсолютті температура (К); оx- тотыққан түрі red- тотықсызданған түрі; n- жартылай реакцияға қатысатын электрондар саны. Теңдеудегі тұрақты шамаларды есептеп және натуралдылогарифмді ондыққаауыстырып, 200С температурада 0,059 тең температуралық коэффициентті алады.Онда Нернст теңдеуі: Егер жартылай реакцияға қатысқан Н+ иондарының саны m болса, онда: Тотығу, тотықсыздану түрлерінің активтіліктері 1 тең деп қабылданады. Стандартты сутектік электродпен салыстырып алынған стандартты потенциалдардың шамалары реагенттің концентрациясына және иондық күшке тәуелсіз. Стандартты потенциалдың Ео мәні неғұрлым үлкен болса, соғұрлым жұптың тотыққан түрі күшті тотықтырғыш, ал тотықсызданған түрі әлсіз тотықсыздандырғыш болады. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|