ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изменение энергии Гиббса и электродвижущая сила из "Химическое разделение и измерение теория и практика аналитической химии" Рассмотрим подробно процессы, проиаходящие, в свинцовом аккумуляторе. Если он разряжается бесконечно медленно, то ток во внешней цепи будет бесконечно малым и можно будет получить теоретически максимальное количество полезной энергии (хотя скорость выделения энергии будет чрезвычайно малой). Если свинцовый аккумуляторный элемент разряжается быстро, количество полезной энергии будет меньше, чем в первом случае, так как при протекании значительного тока во внешней цепи некоторая часть энергия превращается в тепловую. Однако ни один реальный процесс не протекает бесконечно медленно, и потому никогда нельзя получить максимальное количество энергии АО. Но все же гальванический элемент позволяет изучать химические реакции в условиях, приближающихся к условиям термо-дин а м ич ес ко й о бр ати м ости. [c.271] Гальванический элемент, в котором происходит изучаемая реакция, показан на рис. 9-2. Чтобы создать гальванический элемент с требуемым значением э.д.с., нужно знать концентрации (активности) всех видов ионов и молекул, участвующих в реакции, а также температуру. Если в реакциях участвуют газообразные вещества, нужно знать их парциальные давления. В элементе, показанном на рис. 9-2, концентрации 2п + и Си + равны 1 АГ, но в принципе концентрация (активность) каждого из этих ионов может быть любой. [c.271] С-чедует заметить, что направление тока в схеме а показывает направление движения электронов. Пояснения в тексте. [c.272] К сожалению, поверхностные концентрации ионов цинка и меди определить чрезвычайно трудно, так как они непрерывно изменяются по мере протекания тока через элемент. Почему бы не остановить протекание тока для того, чтобы избежать изменения концентраций ионов цинка и, меди Тем самым поверхностные концентрации были бы постоянны и равны исходной концентрации, т. е. 1 М. Это можно сделать именно путем измерения э.д.с. гальванического элемента. [c.272] Потенциометрическое измерение электродвижущей силы. Потенциометр представляет собой прибор для определения э.д.с. гальванического элемента. Рассмотрим кратко принцип работы потенциометра. На рис. 9-3 а показал цинк-медный элемент, электроды которого соединены друг с другом проволокой, которая является. внешней цепью элемента. В этой цепи находится гальванометр О, измеряющий ток. [c.272] К сожалению, эта схема не свободна от недостатков, которые мешают измерению действительного значения э.д.с. Некоторые усовершенствования, внесенные в потенциометр, показанный на рис. 9-4, улучшают воспроизводимость его показаний. [c.273] Как видно из рис. 9-5, элемент Вестона представляет собой стеклянный Н-образный сосуд. Анодом является насыщенная амальгама кадмия в равновесии с водной фазой, котора в свою очередь насыщена сульфатом кадмия и сульфатом ртути(I). Катод состоит из донной ртути, находящейся в равновесии с водной фазой указанного выше состава. Чтобы при любой температуре водная фаза оставалась насыщенной, в ней присутствуют кристаллы сульфата кадмия и сульфата ртути (I) в виде твердой фазы.. При 20°С э.д.с. насыщенного элемента Вестона равна 1,0186 В. Элемент Вестона,, который можно найти в обычной лаборатории, где его используют для систематических электрохимических измерений, почт всегда является ненасыщенным относительно сульфата кадмия. Ненасыщенный элемент Вестона обычно имеет э. д. с. между 1,0185 и 1,0195 В. Точное значение э.д.с. можно определить потенциометриче-ски, сравнивая ее с з. д. с. насыщенного элемента Вестона. [c.274] Вернуться к основной статье