14-лек-Э-Х.ppt

Электрохимическая система
1- электроды
окисление - анод
восстановление - катод
2- электролиты
3 - внешняя

5 - внутренняя цепь

4 – проводник электрического тока
или внешний источник тока

Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu
Zn|Zn+2||Cu+2|Cu

= 0
ΔG=ΔrG + Wэ
Wэ = n⋅F⋅E E

I ≠ 0

самопроизвольный процесс - ΔrG < 0 → ϕК > ϕА
гальванический элемент (химический источник тока - ХИТ)
получение электрической энергии в результате протекания химической реакции

вынужденный процесс - ΔrG >0 → ϕК < ϕА
электролизер (электролиз)
за счет электрической энергии внешнего источника тока протекают вынужденные реакции

nē ≡ Ме1 – nē → Mе1+n
катодный процесс Ме2+n+

1 атом ⇒ q = n⋅ē (Кл)

1 моль ⇒ qν = n⋅NA⋅ē = n⋅F (Кл/моль);

за время t (с) при токе в системе I (А) ⇒ q = I⋅t (Кл)

Кл ⇒ А⋅час – емкость ХИТ

nē → Me0
ϕ - электродный потенциал

Кat+; An-|газ,Pt

4. Редокс-электроды
Меx+,Меy+|Pt
5. Ионселективные электроды
(ионообменные, мембранные)

pH < 7
Стандартный водородный электрод
при

2H2O+2ē ⇔H2+2OH- pH ≥ 7

А(−)H20,Pt |2H+||Men+|Me0(+)К
если CH+ = 1 моль/л;

ϕ1
1. Равновесие ΔG=0; I=0
ϕ1; ϕ2
2.

3. Электролиз
ΔG > 0; I≠0; U > E
U-напряжение разложения

= 1.13 В
Анод (−) Zn0→ Zn2++2ē
Катод (+) Cu2++2ē

В


Концентрационный гальванический элемент
Анод (−) Cu0 → Cu2++2ē
Катод