Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"


Электрқозғаушы кҥш және электродты потенциал



Pdf көрінісі
бет78/140
Дата07.02.2023
өлшемі9,08 Mb.
#66005
түріОқулық
1   ...   74   75   76   77   78   79   80   81   ...   140
Байланысты:
Белик Физикалық және коллоидтық химия

Электрқозғаушы кҥш және электродты потенциал.
Электрохимиялық тізбектегі электрқозғаушы кҥш (ЭҚК) тізбектің
потенциалдардың бірнеше ауытқуынан қҧралады. Электролит ерітіндісіне 
малынған екі металдан тҧратын M
1
|L|M
2
|M
1
, тізбектің ЭҚК М
1
—L, L —
M
2
,
M
2
—M

шекарасындағы потенциалдардың ҥш ауытқуының 
қосындысына тең. Екі тҥрлі фазада орналасқан екі нҥктенің 
потенциалдардың 
айырымын 
гальванипотенциал 
деп 
атайды. 
Қарастырылып отырған тізбектің ЭҚК металл 1 — электролитерітіндісі, 
электролитерітіндісі —металл 2, металл 2 — металл 1 арасындағы ҥш 
гальванипотенциалдың қосындысына тең:
Қазіргі электрохимияда электролит – метал шекарасындағы 
потенциалды ерітіндіден металға қарай есептеу қабылданған. Сондықтан:
сондықтан тізбектің ЭҚК:
(6.1) тең. 
Гальванипотенциалдарды эксперимент арқылы анықтау мҥмкін 
еместігіне байланысты, электродты потенциал деп аталатын шартты бірлік 
енгізілген.
Электродты потенциал — бҧл нақты электрод пен салыстырмалы 
электродтан қҧралған электрохимиялық тізбектің ЭҚК.
Онда М
х
и М

металдарының шартты электродты потенциалы 
M
0
|L|M
X
|M
0
и M
0
|L|M
2
|M
0
, тізбегінің ЭҚК ретінде анықталады. Мҧндағы
М
0
— салыстырмалы электрод металы. 


152
Шартты электродты потенциалдарын (қарастырылып отырған 
тізбектердің ЭҚК) гальванипотенциал арқылы былай белгілейді:
Мҧндағы Е
2
> Е

екенін қабылдай отырып, (E
2
- Е
1
) шартты 
электродтардың айырымын табамыз: 
Бірінші топқа жататын ӛткізгіштерден тҧратын тізбектің ЭҚК бірінші 
және соңғы ӛткізгіштердің аралығындағы потенциалдың ауытқууына 
(Вольт заңы) тең екенін ескере отырып:
аламыз 
(6.2) 
(6.1) және (6.2) теңдеуінен табамыз 
Е= Е
2
– E
1
немесе 
Е = Е
+
- Е 
-

Мҧндағы Е
+
— оң электродтың шартты электродты потенциалы; Е
-

теріс электродтың шартты потенциалы. 
(6.1), (6.2) теңдеулер ЭҚК берудің екі тҥрлі тәсілін білдіреді және 
электрохимиялық тізбектің ЭҚК ҥш гальванипотенциалдың қосындысына 
тең болатынын, сонымен бірге екі шартты электродты потенциалдың 
айырымын кӛрсетеді.
Салыстыру электроды ретінде стандартты сутегі электродын жиі 
пайдаланады. Бҧл жағдайда шартты электродты потенциал, немесе 
электродты потенциал дегеніміз – нақты стандартты сутегі 
электродынан қҧрылған электрохимиялық тізбектің ЭҚК. 
Стандартты сутегі электроды дегеніміз – сутегі иондарының 
белсенділігі бірге тең және газтектес сутегінің парицалды қысымы 1 атм. 
(101,3 кПа) тең сутегі электроды. Кез келген температурадағы стандартты 
сутегі электродының потенциалы нолге тең деп қабылданған.
Екі электролит ертіндісінің шекарасындағы диффузиялық потенциал 
жоқ немесе ӛте аз деп болжалады.
Электродты потенциалды жазу барысында стандартты сутегі 
электродының потенциалын ҥнемі сол жаққа жазады. Бҧл жағдайда 


153
электродты потенциалдың таңбасы электрохимиялық тізбектің ЭҚК 
таңбасымен бірдей. Мысалы, мыс электродтың электродты потенциалы 
дегеніміз – тізбектің ЭҚК:
Pt|H
2
(p
H
2
= 1 атм) |H
+
A
-
(a
H
+ = 1); CuSO
4
|Cu|Pt 
(6.3) 
Бҧл электрохимиялық жҥйе тҧйықталғанда сыртқы тізбектегі электрондар 
солдан оңға қарай (платинадан мысқа қарай) ағады. Электролиттегі 
катоиндар да осы бағытта қозғалады.
Бҧндай тізбектің электрқозғағыш кҥші оң, демек, мыс электродтың 
потенциалы стандарт сутегі электродына (сутегі шкаласындағы) қатысты 
оң болады. Екінші жағынан, электрохимиялық тізбек тҧйықталғанда:
Pt|H
2
(p
H 2
= 1 атм) | H
+
A
-
(a
H
+ = 1) ; ZnSO
4
|Zn|Pt 
сыртқы тізбектің электрондары оңнан солға қарай (мырыштан платинаға) 
қарай ағады, яғни бҧндай тізбектің ЭҚК теріс болады. Демек, стандартты 
сутегі электродының потенциалына қатысты мырышты электродтың 
потенциалы да теріс болады. Келісім бойынша, «электродты потенциал» 
терминін тек тотықсыздану реакциясына қатысты ғана қолданады.
Электродты потенциалға сәйкес реакцияларды жазуда, қысқарту ҥшін, 
әдетте электронмен ӛзара әрекет реакциясын, яғни электродтың 
тотықсыздану реакциясын жазады. Мысалы, тізбектің ЭҚК (6.3) жауап 
беретін Cu
2+
+ H
2
= Cu + 2H
+
реакциясының, яғни мыстың электродты 
потенциалының орнына, әдетте, Cu
2+
+ 2e =Cu деп жазады. Электродты 
потенциалды белгілеу ҥшін Е әріпін пайдаланады; Е-нің тӛменгі индексіне 
тотығу-тотықсыздану 
жҥйесінің 
тотыққан 
және 
тотықсызданған 
компоненттерін жазады, мысалы, E
Cu
2
+/
Cu
— мыс электродтың электродты 
потенциалы. 
Кейде стандартты сутегі электродының орнына басқа салыстыру
электродтарын, мысалы байытылған каломелді электродты, хлоркҥміс 
электродын пайдаланады. 
Кез келген электродтың электродты потенциалын ӛлшеу оның мәнінің 
белгілі бір константаға ӛсуіне, яғни шкаланың қозғалысына әкеледі.
Бҧндай жағдайларда әртектіліке жол бермеу ҥшін қолданыстағы 
салыстыру электродын кӛрсетеді. Мысалы, Е = +0,024 В (байыт. к.э) деген 
жазу электрод потенциалының байытылған каломелді электродқа қатысты
ӛлшенгенін және +0,024 В қҧрайтынын білдіреді.
Қабылданған электродты потенциалдардың шартты сипатын барлық 
электродты потенциалдың мәніне белгілі бір тҧрақты А санын қосу 
арқылы беруге болады. Яғни, Е


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   74   75   76   77   78   79   80   81   ...   140




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет