ргії (фізичні, концентраційні, хімічні); 2) за наявністю або відсутністю в ланцюзі кордону двох різних розчинів (відповідно, ланцюга з переносом і без переносу). [4]
У фізичних ланцюгах джерелом електричної енергії служить відмінність у фізичному стані двох однакових за своїм хімічним складом електродів. Ці електроди занурені в один і той же розчин і при роботі ланцюга електрод, що знаходиться в менш стійкому стані, переходить у більш стійкий стан. Фізичні ланцюга - ланцюга без переносу - підрозділяються на аллотропические і гравітаційні.
аллотропическими ланцюга - це ланцюга, в яких менш стійкий стан одного електрода обумовлено тим, що він виготовлений з метастабільною модифікації даного матеріалу.
Гравітаційні ланцюга були вперше реалізовані російським електрохіміка Р.А.Коллі. Гравітаційна ланцюг з двох ртутних електродів в розчині Hg (NO3) 2 представлена ??на рис. 4. Лівий електрод з більш високим рівнем ртуті володіє великим запасом потенційної енергії в порівнянні з правим електродом. Цей надлишок потенційної енергії в розрахунку на 1 г-екв металевої ртуті становить, де - молекулярна маса ртуті;- Прискорення сили тяжіння;- Різниця рівнів ртуті. При роботі ланцюга на лівому електроді відбувається розчинення ртуті:
а на правому, навпаки, розряд іонів:
У результаті цих двох електродних процесів відбувається перенесення металевої ртуті з лівої частини в праву, який спрямований на вирівнювання рівнів ртуті. При цьому перенесення 1 г-екв ртуті відповідає проходженню через систему 1 фарадея та електричної роботі EF. Оскільки джерелом цієї енергії є потенційна енергія, то ЕРС гравітаційної ланцюга
................................................ (32)
З рівняння (32) при=1м отримуємо:
Експеримент підтверджує цей результат. Через настільки малих величин E гравітаційні ланцюга не мають практичного значення. Вони становлять інтерес як приклад, який ілюструє закони перетворення енергії.
Рис.4. Схема гравітаційної електрохімічної ланцюга:
- ртуть; 2-розчин солі ртуті; 3-впаяні в скло струмовідводи; 4-керамічні діафрагми, проникні для іонів і непроникні для металевої ртуті
У концентраційних ланцюгах обидва електроди ідентичні як за фізичним станом, так і по хімічній природі учасників окислювально-відновних процесів; вони відрізняються тільки концентрацією компонентів Ох або Red. Джерелом електричної енергії є різниця вільних енергій Гіббса, обумовлена ??різними активностями одних і тих же хімічних компонентів. Концентраційні ланцюга можна приготувати з амальгам різних концентрацій в одному і тому ж розчині; з однакових електродів першого, другого або третього роду, що знаходяться в розчинах різної концентрації; з однакових газових електродів, що працюють в різних тисках газів. Розрізняють концентраційні ланцюга без переносу, тобто без кордону двох розчинів, і з перенесенням, коли є така межа. [4], [7]
У хімічних ланцюгах джерелом електричної енергії є вільна енергія хімічної реакції, що протікає в електрохімічній системі. Один з електродів таких ланцюгів повинен бути оборотним по катіону, а інший - за аніоном.
Серед різних хімічних ланцюгів без перенесення велике значення має ланцюг
Pt | Cd (Hg) | CdSO4 (насичений. розчин) | Hg2SO4, Hg | Pt,
лежить в основі стандартного елемента Вестона. ЕРС цього елемента відрізняється великою стабільністю і малим температурним коефіцієнтом, а тому він використовується в якості стандарту при потенціометричних вимірах. [3], [4]
Висновок
Цілісне уявлення про хімічну системі неможливо створити без зв'язку з життям, з практикою. Вивчення електрохімічних систем необхідно для розуміння не тільки широко використовуваних процесів (в гальванічних елементах, в акумуляторах, при електролізі), а й інших явищ навколишнього світу. Електрохімічні методи широко застосовуються в аналітичній хімії. Захист навколишнього середовища припускає постійний аналітичний контроль безлічі різних об'єктів: води (поверхневі, морські, річкові, озерні), повітря (у тому числі аерозолі, пилу, тумани, дими), грунту і донні відкладення, рослини, сільськогосподарська продукція, харчові продукти, корми , тканини тварин і людини. Шкідливі хімічні речовини поширені всюди в навколишньому середовищі. Основне завдання аналітичного контролю полягає в тому, щоб отримати об'єктивну інформацію про вміст шкідливих компонентів у середовищі існування.
Таким чином, знайомлячись з електрохімічними системами, можна побачити практ...
