Методика измерения ЭДС и электродных потенциалов

1. Принцип компенсационного метода Поггендорфа (1848)

2. Схема измерения,

3. Расчет ЭДС: ,

, где

Диффузионный потенциал и механизм его возникновения

1.Природа возникновения потенциала в:

а) Схема:

б) Образование ДЭС на границе раздела фаз из-за

в) установление стац-ного режима переноса ионов:

г) не явл. т/д величиной, но стационарной ()

г) уравнение Гендерсона-Планка (1907) для 1-1-ного электролита:

Методы устранения диффузионного скачка потенциала

а) солевой мостик, принцип действия – 2 противоположно направленных скачка потенциала, компенсирующих друг друга

б) введение в контактирующие р-ры индифферентного эл-та

в) элементы с одним эл-том

 

Зависимость ЭДС гальванического эл-та от температуры

1. Уравнение, определяющее зависимость

а) ,

б) анализ: , ,

2. Электрохимическая форма основного уравнения т-ки

, где

3. Анализ работы гальванического элемента

а) ,

б) ,

в) ,

1)

2)

3)

Влияние давления на ЭДС гальванического элемента

1.

б) . Величина

Применение измерений ЭДC

1. Расчет т/д функций химических реакций, протекающих в г.э.

Определение констант равновесия химических реакций

Определение активностей и коэфф. активностей эл-тов

а) обычно – элементы без жидкостного контакта

1) элемент:

2) реакция:

3) ур-ние Нернста:

б) случай, когда величина неизвестна

,

, график

4. Определение раствора

а) электроды, используемые для определения

б) схема цепи: индикаторный электрод –электрод сравнения

в) стеклянный электрод

1) схема стеклянного электрода,

, стекл. шарик,

2) природа возникновения потенциала – ионный обмен, т.е. обмен между ионами щелочного металла, содержащимися в стекле, и ионами водорода раствора:

3) условная запись и потенциал электрода,

- находят используя буферные растворы с известным значением

4) :

5) линейная зависимость выполняется для ,

6) достоинство - потенциал не искажается присутствием в растворах окислителей и восстановителей, электродных ядов)

5. Определение малорастворимых соединений

1) а) 2 подхода к электроду: ,

б)

2)

Если левый электрод рассматривать как эл-д 1-го рода, то:

,

6. Потенциометрическое титрование

а) суть потенциометрического метода определения эквивалентной точки. Cнятие зависимости .

б) титрование кислоты щелочью с использованием стеклянного электрода. Характер кривой .

в) дифференциальная кривая титрования

г) применение в случае мутных и окрашенных растворов

г) другие области применения метода потенциометрического титрования (осаждение, комплексообразование)

Химические источники тока

1. Любой хим. г. э. – источник электрического тока

а) гальванич. элементы. - автономные источники электропитания

б) нет мех частей, бесшумны, способны к длит. эксплуатации

б) от карм. фонариков до энергоустановок космич. кораблей

2. Первичные (одноразового действия) источники тока

Элемент Лекланше (1868):

,

Длительность эксплуатации ограничивается - запасом активной массы отрицательного электрода

3. Вторичные источники тока – многократно используемые

а) Свинцовый кислотный аккумулятор,

б) в процессе разряда – оба электрода покрываются

в) Принцип работы аккумулятора:

4. Топливные элементы

а) современные теплосиловые установки:

, .

б) определение топливного эл-та как устройства, в котором химическая энергия топлива путем электрохимического окисления непосредственно преобразуется в электрическую

в) водородно-кислородный элемент, :

(реакция горения водорода)

г) в отличие от обычных гальванических элементов восстановитель (топливо) и окислитель (кислород) не являются его составной частью, а подаются извне и энергия вырабатывается, пока в него поступают топливо и окислитель. Электроды т.э. не вступают в токообразующие реакции и не расходуются в процессе работы. Ресурс работы т.э. определяется запасом топлива и окислителя и не зависит от активной массы анода.

д) недостаток – малая скорость процесса: необходим электрокат ализатор!