Když se dostanou do kontaktu dva chemicky nebo fyzikálně odlišné materiály (kov 1 (vodič prvního typu) – kov 2 (vodič prvního typu), kov (vodič prvního typu) – roztok kovové soli (vodič druhého typu), roztok elektrolytu 1 (vodič druhého typu) – roztok elektrolytu 2 (vodič druhého typu) atd.), vznikne mezi nimi proud. elektrická dvojitá vrstva (EDL). DEL je výsledkem uspořádaného rozložení opačně nabitých částic na fázovém rozhraní.
Vznik DEL vede ke skokovému zvýšení potenciálu ?, který se za rovnovážných podmínek mezi kovem (vodičem typu I) a roztokem kovové soli (vodičem typu II) nazývá galvanický potenciál.
Systém: kov (Me) – vodný roztok soli daného Me – se nazývá elektroda nebo poloprvek a je schematicky znázorněn takto:
Elektroda (PE) je zapsána tak, že všechny látky v roztoku jsou umístěny vlevo a materiál elektrody je umístěn vpravo od svislé čáry.
? > 0, pokud na elektrodě probíhá redukční reakce M₂n⁺ Ne? ? Já 0,
Elektrodový potenciál EJá n+ /Já se nazývá rovnovážný potenciálový rozdíl vznikající na fázovém rozhraní vodiče typu I/vodiče typu II a měřený vzhledem ke standardní vodíkové elektrodě.
Nernstova rovnice, kde n – počet elektronů účastnících se elektrodové reakce; СJá n+ – koncentrace kationtů; ЕJá n+ /Já – standardní elektrodový potenciál.
Kontaktní potenciál?? – rovnovážný potenciálový skok, ke kterému dochází na rozhraní mezi dvěma vodiči typu I.
Difuzní potenciál?rozdíl – rovnovážný rozdíl potenciálů vznikající na fázovém rozhraní vodiče typu II/vodiče typu II.
Galvanický článek (G.E.) – elektrický obvod sestávající ze dvou nebo více PE a produkující elektrickou energii v důsledku chemické reakce, která v něm probíhá, přičemž oxidační a redukční fáze chemické reakce jsou prostorově oddělené.
Elektroda, na které probíhá oxidační proces během provozu galvanického článku, se nazývá anoda, elektroda, na které probíhá redukční proces, katoda.
Pravidla IUPAC pro záznam galvanických článků a reakcí v nich probíhajících
1. V g. e. je vykonávána práce, proto je EMF prvku považován za kladnou hodnotu.
2. Velikost EMF galvanického obvodu Е je určena algebraickým součtem potenciálových skoků na rozhraních všech fází, ale protože k oxidaci dochází na anodě, vypočítá se EMF odečtením hodnoty anodového potenciálu (levá elektroda) od číselné hodnoty katodového potenciálu (pravá elektroda) – pravidlo pravého pólu. Proto je schéma prvku zapsáno tak, že levá elektroda je záporná (dochází k oxidaci) a pravá je kladná (dochází k redukčnímu procesu).
3. Hranice mezi vodičem prvního typu a vodičem druhého typu je znázorněna jednou čarou.
4. Hranice mezi dvěma vodiči typu II je znázorněna tečkovanou čarou.
5. Elektrolytický můstek na rozhraní dvou vodičů typu II je znázorněn dvěma tečkovanými čarami.
6. Složky jedné fáze se píší oddělené čárkami.
7. Rovnice elektrodové reakce je zapsána tak, že látky v oxidované formě (Ox) jsou vlevo a v redukované formě (Red) vpravo.
Daniel-Jacobiho galvanický článek se skládá z zinkových a měděných destiček ponořených do vhodných roztoků ZnSO44 a CuSO44, které jsou odděleny solným můstkem s roztokem KCl: elektrolytický můstek zajišťuje elektrickou vodivost mezi roztoky, ale brání jejich vzájemné difúzi.
Reakce na elektrodách:
Celkový oxidačně-redukční proces:
Práce proudu galvanického článku (a následně i rozdíl potenciálů) bude maximální během jeho reverzibilního provozu, kdy procesy na elektrodách probíhají nekonečně pomalu a síla proudu v obvodu je nekonečně malá.
Maximální rozdíl potenciálů, který vzniká během reverzibilního provozu galvanického článku, je elektromotorická síla (EMF) galvanického článku E.
Bez ohledu na to?rozdíl a ?к: EZn/Cu = ?Cu2+/Cu +?Zn2+/Zn = ЕCu2+/Cu + Е Zn2+/Zn – galvanické články sestávající ze dvou identických kovových elektrod ponořených do roztoků soli tohoto kovu s různou koncentrací C1 > C2V tomto případě bude katoda elektroda s vyšší koncentrací, protože standardní elektrodové potenciály obou elektrod jsou stejné.
Jediným výsledkem práce koncentračního prvku je přenos kovových iontů z koncentrovanějšího roztoku do méně koncentrovaného.
Práce elektrického proudu v koncentračním galvanickém článku je prací difuzního procesu, který probíhá reverzibilně v důsledku jeho prostorového rozdělení na dva opačně směřující reverzibilní elektrodové procesy.
Více než 800 000 knih a audioknih!
Dostat 2 měsíce předplatného Litres jako dárek a užívejte si neomezené čtení
