ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предмет и содержание электрохимии из "Теоретическая электрохимия Издание 3" Электрохимия занимается изучением закономерностей, связанных с взаимным превращением химической и электрической форм энергии. Химические реакции сопровождаются обычно поглощением или выделением теплоты — тепловым эффектом реакции, а не электрической энергии. В электрохимии рассматриваются реакции, или протекающие за счет подведенной извне электрической энергия, или же, наоборот, служащие источником ее получения такие реакции называются электрохимическими. Следовательно, электрохимические реакции с термодинамической точки зрения не идентичны химическим, и поэтому электрохимия должна рассматриваться как самостоятельная наука. [c.7] Если эта реакция протекает как химический процесс, то она будет характеризоваться рядом особенностей. Реакция возможна только при столкновении ее участников друг с другом. Следовательно, необходимость контакта реагирующих частиц является первой характерной особенностью химического процесса. [c.7] В момент столкновения, когда реагирующие частицы вплотную подойдут друг к другу, становится возможным переход электронов с одной частицы на другую. Совершится ли этот переход в действительности, будет зависеть от запаса энергии реагирующих частиц и ее соотношения с энергией активации. Энергия активации является функцией природы химической реакции для ионных реакций она обычно невелика. Путь электрона окажется при этом очень малым, что является второй характерной особенностью химического процесса. [c.7] Столкновения могут происходить в любых точках реакционного объема и при любых взаимных положениях реагирующих частиц, поэтому электронные переходы могут совершаться в любых направлениях в пространстве (рис. 1). Хаотичность, беспорядочность столкновений между реагирующими частицами и ненаправленность электронных переходов являются третьей характерной особенностью химического процесса. [c.8] В результате этих особенностей энергетические эффекты химических процессов выражаются в форме теплоты. Чтобы энергетические изменения, соответствующие химическому превращению, проявлялись в виде электрической энергии, т. е. чтобы происходил электрохимический процесс, необходимо изменить условия его протекания. [c.8] При электрохимической реакции прямой контакт между реагирующими частицами заменяется контактом каждого из ее участников с электродом. При этом реакция и связанные с ней энергетические изменения остаются теми же самыми (независимо от того, протекает ли она по химическому или электрохимическому пути), но кинетические условия могут быть различными. Энергия активации при электрохимическом механизме благодаря каталитическим свойствам электродов может быть иной, чем при химическом механизме реакции. Так как потенциал электрода может меняться, то и энергия активации при электрохимическом механизме будет функцией не только природы непосредственных участников и электрода, но и его потенциала. [c.9] Отсюда следует, что и скорость электрохимической реакции зависит не только от температуры, активностей ее участников и материала катализатора, т. е. тех же факторов, которые определяют скорость химической реакции, но и от потенциала электрода. Электрохимические реакции можно определить как такие химические реакции, скорость которых является функцией потенциала. Электрохимические реакции отличаются поэтому от химических не только с термодинамической (энергетический эффект процесса), но и с кинетической точки зрения (энергия активации). [c.9] Взаимное превращение химической и электрической форм энергии совершается только в электрохимических системах, поэтому их изучение Составляет предмет электрохимии. [c.9] Схема электрохимической системы, в которой протекает электрохимический процесс, изображена на рис. 2. Она включает в себя следующие составные части. [c.9] Если электролит представляет собой токопроводящий раствор одного или нескольких веществ в воде или ином растворителе, то такие системы относятся к электрохимии водных й ли неводных растворов если электролитом служит расплавленная соль (или смесь расплавленных солей и окислов), то это будет соответствовать электрохимии расплавов или электрохимии расплавленных сред если межэлектродное пространство заполнено газом — то электрохимии газов. Электрохимическая система может находиться в равновесном (рис. 2, а) или неравновесном (рис. 2,6, в) состоянии. [c.10] Электрохимическая система, в которой за счет внешней электрической энергии совершаются химические превращения, называется электролизером или электролитической ванной (рис. 2,в).. Электрод, принимающий электроны от участников реакции, называется анодом. Электрод, отдающий электроны участникам реакции,— катодом. Часть электролита, примыкающая к аноду, называется анолитом-, примыкающая к катоду—-кaтoлыroJИ. [c.10] Из схемы, приведенной на рис. 2, следует, что истинная электрохимическая система представляет собой цепь из последовательно включенных проводников первого и второго рода. С этой точки зрения электрический разряд в газах не может быть назван чисто электрохимическим процессом, так как газы в таких условиях обладают смешанной электронно-ионной проводимостью, и многие фундаментальные законы электрохимии к ним неприменимы. [c.11] Вернуться к основной статье