Курс лекций по дисциплине «электрохимия» Электрохимия


Электродтық потенциал және оның потенциал анықтайтын иондардың концентрациясына тәуелділігі



бет4/9
Дата27.04.2022
өлшемі0.62 Mb.
#32465
түріКурс лекций
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Электродтық потенциал және оның потенциал анықтайтын иондардың концентрациясына тәуелділігі
Кез келген электрохимиялық жүйедегі әрбір электрод электродтық потенциалымен сипатталады . Электродтық потенциалдың абсолюттік мәнін өлшеуге және теориялық жолмен есептеу мүмкін емес.Сондықтан электродтық потенциал ретінде берілген электродты стандарттық (қалыпты) сутегі электродынан тұратын гальваникалық элементтің ЭҚК қабылдайды стандарттық сутегі электроды деп сутегінің қысымы 1атм, концентрациясы 1-ге тең болған жағдайдағы сутегі иондарына қатысты алғанда қайтымды электродты айтады. Стандарттық сутегі электродының потенциялы шартты түрде нольге тең деп қабылданған. Электродтық потенциалға , егер электрод қалыпты сутегі электродына қарағанда оң зарядталған болса, оң таңба беріледі. Ал егер қалыпты сутегі электродына қарағанда теріс зарядталса, теріс таңба беріледі. Мысалы: мырыш электродының потенциялы мырыш электродымен стандарттық сутегі электродынан тұратын гальваникалық элементтің ЭҚК-на тең.

(-) Zn/Zn2+//H+/H2,Pt (+)

Гальваникалық элементте келесі химиялық реакция жүреді
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2
Бұл реакция үшін Гиббс энергиясының өзгерісін келесідей жазамыз:
ΔG = - RTlnKp + RTln

aH+ = 1

aZn = 1

PH2 =1 атм деп қабылдаймыз, сонда

ΔG = - RTlnKp + RTln (1.28)
Сондай- ақ

ΔG = - zFE = -2F(φ+ - φ-) = - 2F(φ - φ) (1.29



Бірақ сутегі ионының белсенділігі 1-ге тең , сутегі ионының қысымы 1 атм – ға тең. Сондықтан
=1 и = 1атм, то φ = φ = 0 (1.21)
Сонда келесі теңдеуді аламыз :
ΔG = 2Fφ,
φH+/H2 стандарттық сутегі электронының электродтық потенциялы
φ = φ + ln, (1.32)
φ= lnKP -мырыш электродының стандарттық электродтық потенциялы

Егер ерітінді идеалдық болса онда Zn электродының потенциялы үшін теңдеуді келесідегідей жазамыз:


φ = φ + ln, (1.33)
Стандарттық электродтық потенциал дегеніміз өз иондарының ерітіндісіне батырылған және осы иондардың белсенділігі 1-ге тең болған шартта олармен тепе-теңдік күйде болатын электродтық потенциялы
= 1 φ = φ.
Егер потенциал түзетін ион анион болса, мы: Cl- онда Cl электродының потенциялы келесі реакция жүретін

H2 + Cl2 = 2H+ - 2Cl-

гальваникалық элементтің

(-) H2, Pt/HCl/Pt,Cl2 (+)

электр қозғаушы күші болады.

Cl электродының потенциялы келесідегідей көрсетеміз .


φ= φ - ln, (1.35)
мұндағы φ- хлор электродының стандарттық потенциалы.
яғни кез келген электродтың потенциялын келесідегідей жазуға болады.
φ = φ ln, Ф (1.27)
Катиондарына қатысты қайтымды электродтарға (+) таңбасын , аниондарға қатысты (-) таңбасын қоямыз.

Егер электролит идеалдық болса онда теңдеуді келесідей жазамыз


φ = φ ln, (1.28)
Бұл теңдеулер Нернст теңдеуі деп аталады. Потенциал мәнінің потенциал анықтайтын ионының концентрациясынан (белсенділігінен) тәуелділігін көрсетеді. Кейбір электродтық потенциалдар 298К – де кейбір мәндерге ие .

Кесте :


Кейбір электродтық реакциялар үшін стандарттық электродтық потенциалдар мәні 298К сулы ортада:


Электрод

Электродтық реакция

φ,В

Электрод

Электродтық реакция

φ,В

Li+/Li

K+/K

Ba2+/Ba

Ca2+/Ca

Mg2+/Mg

Al3+/Al

Zn2+/Zn

Cd2+/Cd

Co2+/Co

Ni2+/Ni

Sn2+/Sn

Pb2+/Pb



Li+ + e = Li

K+ + e = K

Ba2+ +2e = Ba

Ca2+ + 2e = Ca

Mg2+ + 2e = Mg

Al3+ + 3e = Al

Zn2+ + 2e = Zn

Cd2++ 2e = Cd

Co2+ + 2e = Co

Ni2+ + 2e = Ni

Sn2+ + 2e = Sn

Pb2+ + 2e = Pb



-3,045

-2,925


-2,90

-2,87


-2,363

-1,66


-0,763

-0,403


-0,277

-0,25


-0,136

-0,126


H+/Pt,H2

Sn4+,Sn2+/Pt

Cu2+/Cu

OH-/Pt,O2

Fe3+,Fe2+/Pt

Ag+/Ag

Pt2+/Pt

H+/Pt,O2

Cl-/Pt,Cl2

Au3+/Au

Au+/Au

F-/Pt,F2




H+ + e = ½H2

Sn4+ + 2e = Sn2+

Cu2+ + 2e = Cu

½O2+H2O + 2e = 2OH-

Fe3+ + e = Fe2+

Ag + e = Ag

Pt2+ + 2e = Pt

O2+4H++4e = 2H2O

Cl2 + 2e = 2Cl-

Au3+ + 3e = Au

Au+ + e = Au

F2 + 2e = 2F-



0,00

+0,154


+0,337

+0,401


+0,771

+0,799


+1,20

+1,229


+1,359

+1,50


+1,70

+2,87






Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9




©emirsaba.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет