МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
Білоруський державний університет
ХІМІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра фізичної хімії
Курсова робота
НА ТЕМУ: Електродні рівноваги
Виконав:
студент 2 курсу 1 групи
Пашкевич М.Д.
Керівник:
Професор кафедри
фізичної хімії
Самохвал Віктор Васильович
Мінськ +2014
Зміст
Введення
Електрохімічні системи
Електрод і електрохімічний потенціал
Електрорушійна сила
Стандартний електрод
Дифузійний потенціал
Будова подвійного електричного шару
Класифікації електрохімічних ланцюгів і оборотних електродів
Висновок
Список літератури
Введення
Електрод - електрохімічна система, що складається з речовин, що володіють різними видами провідності і знаходяться в контакті один з одним. При переході заряджених частинок через кордон розділу двох фаз, наприклад розчин електроліту - метал, виникає електрохімічна реакція. В результаті цього метал і розчин набувають електричний заряд, і на кордоні їх розділу створюється подвійний електричний шар, якому відповідає стрибок потенціалу.
Електродні процеси являють собою окислювально-відновні реакції, які можна записати в наступному вигляді:
v1A1 + v2A2 + ze-? v3A3 + v4A4
Якщо в електродному процесі бере участь тільки одна речовина в окисленої і відновленої формах, то запис реакції спрощується:
Ох + ze-? Red
Розрізняють оборотні і необоротні електроди. При зміні напрямку електричного струму на оборотних електродах виникають реакції, протилежні за напрямком, на незворотних - протікають реакції не зворотні один одному. Прикладом оборотного електрода служить мідь в розчині, що містить Cu2 +. При проходженні струму в протилежних напрямках йдуть реакції Cu2 + + 2е-? Cu і Cu? Cu2 + + 2е-. До необоротних електродів відноситься, наприклад, мідь в розчині кислоти. Зміна напрямку струму призводить до реакцій 2Н + + 2е-? H2 і Cu? Cu2 + + 2е-. З оборотних електродів можуть бути складені оборотні електрохімічні ланцюга. Якщо електродів відповідають реакції
Ох1 + ze-? Red1; Ох2 + ze-? Red2,
то загальна реакція в електрохімічної ланцюга буде
Ox1 + Red2? Red2 + Ox2
Прикладом оборотною ланцюга служить елемент Даніеля - Якобі
Zn? Zn2 +? Cu2 +? Cu
якої відповідає реакція
Zn + Cu2 +? Zn2 + + Cu
Електричної характеристикою електрода є потенціал, а електрохімічної ланцюга - електрорушійна сила (ЕРС), рівна алгебраїчній сумі стрибків потенціалу, що виникають на межах розділу фаз, що входять до складу ланцюга.
Оборотні електроди і електрохімічні ланцюга можуть бути розглянуті в термодинамічно обратимом стані. Умовою, що визначає термодинамічну оборотність електрохімічних систем, є відсутність електричного струму або протікання через них нескінченно малого струму. Якщо ж через систему проходить вимірний струм, то вона перестає бути термодинамічно оборотною і описується законами електрохімічної кінетики. [1]
Електрохімічні системи
Системне розгляд чого-небудь передбачає в першу чергу позначення системних елементів і їх взаємозв'язку. Електрохімічна система складається з двох електродів, замкнутих у ланцюг, і перебуває з ними в контакті електроліту. У ній можуть протікати як мінімум одна реакція окислення і одна реакція відновлення речовини. Електроди (зазвичай метали) є провідниками 1-го роду, тобто володіють електронною провідністю. Електроліти або провідники 2-го роду володіють провідністю іонної. Електролітами служать розплави солей, оксидів або гідроксидів, розчини солей, кислот або підстав в полярних розчинниках, а також тверді електроліти. [2]
Існування електрохімічних систем можливо через виникнення різниці потенціалів між металами і електролітом при їх контакті. Виміряти потенціал металу (електрода) безпосередньо не можна, але можна виміряти його відносно іншого електрода.
...
