ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Роль гидратации в возникновении электрической энергии из "Курс теоретической электрохимии" Между растворением металла при электродном процессе и обычным растворением твердых тел, например солей, существует много общего, и эта аналогия уже использовалась при изложении осмотической теории гальванических элементов. Теперь углубим эту аналогию, выясняя вопрос о прямой причине растворения в обоих случаях и о происхождении энергии, вызывающей растворение. При растворении солей причиной растворения является энергия гидратации, разрывающая связи между ионами, образующими твердую соль. Известно, что многие твердые тела, например кристаллы хлористого натрия, состоят из предсуществующих ионов, например натрия и хлора, сцепленных между собой силами притяжения и образующих кристаллическую решетку. Для растворения кристаллов нужно преодолеть силы сцепления, для чего расходуется энергия, достаточная, чтобы разрушить такую решетку. [c.229] Система из ионов цинка и ориентированных к ним молекул воды и является тем приэлектродным слоем, который фигурирует в термодинамической теории и осмотической теории Нернста под названием двойного слоя . На рис. 77 изображены анионы соли, вероятнее всего ориентированные по отношению к металлу электрода. Если бы этот приэлектродный слой был устойчив, то ионы цинка, закрыв поверхность металла, в конце концов, приостановили бы дальнейшее течение процесса однако ионы [ п(НгО)]2+ переходят в раствор и на их место становятся другие — в результате отрыва новых ионоз металла из сферы влияния электронов. Таким образом обеспечивается непрерывность работы гальванического элемента. Итак, главным источником энергии, заставляющей переходить металл в раствор, является химическая энергия гидратации, которая при этом превращается в энергию электрическую. Кроме того, имеет большое значение разность энергий отрыва электронов на обоих электродах. [c.231] Переходя в раствор, ион металла получает возможность гидратироваться числом молекул ббльшим, чем то, с которым он связан, находясь на поверхности металла. [c.231] Упорядоченные поверхности из одноименных катионов, расположенных на поверхности раздела металл — раствор и на некотором расстоянии в растворе, одинаково действуя на заключенные между ними части раствора, по всей вероятности, способствуют устойчивости приэлектродного слоя, а потому должны создать устойчивые и определенные потенциалы. [c.232] Так же объясняется механизм возникновения электродвижущих сил на газовых электродах например водород на платине можно представить себе диссоциированным на атомы и адсорбированным платиной. [c.233] Такое представление о механизме электродных процессов делает возможным не основывать все выводы на существовании свободных ионов, но исходить из представления о полной гидратации или сольватации последних. [c.233] Аналогичное объяснение применимо также и для электродвижущих сил, создаваемых при растворении металлоидов с образованием анионов. Кислород, например, обладая большим сродством к электрону и, кроме того, увлекаемый в раствор силами гидратации, дает гидроксильные ионы (ОН) , причем во всех других отношениях механизм действия будет в принципе аналогичен вышеописанному. [c.233] Ясно также и то, что на электродные потенциалы должна влиять природа растворителя, от которой зависит энергия сольватации и, следовательно, величина во. [c.233] Энергия, затрачиваемая на ионизацию Н, т. е. на отделение электрона. . [c.235] Теплота конденсации водорода. . [c.235] Энергия, затрачиваемая на диссоциацию молекул На. [c.235] Энергия, выделяемая при ионизации хлора, являющейся самопроизвольным процессом. . . [c.235] Теплота конденсации хлора. . [c.235] Энергия, затрачиваемая на диссоциацию молекул хлора, С1а. . [c.235] Аналогичные ряды величин можно подобрать и для других гальванических элементов. [c.235] Теоретические расчеты значений Q и % часто приводили к получению величин, довольно близких к экспериментальным. Однако до настоящего времени необходимые для расчетов исходные величины недостаточно точны. [c.235] В расчетах Гапона были использованы величины теплот растворения ионных газов Ре2+, РеЗ+, С1 (при абсолютном нуле и бесконечном разбавлении), обозначаемые символом Ш (для С1 — а ), два ионизационных потенциала для Ре и ионизационный потенциал С1 — /1, /2 и1з, Еа. — электронное сродство для хлора (т. е. энергия присоединения электрона) Оа. — теплота диссоциации СЬ А. — теплота сублимации железа Сх и Q2 — теплоты образования и растворения РеСЬ и РеС1з в бесконечно разбавленном растворе при 25° С. [c.236] Однако этих двух примеров недостаточно, чтобы считать возможным правильно вычислять таким способом величины абсолютных и нормальных потенциалов. Следует также учесть, что точности результатов может сильно повредить ненадежность исходных физических величин. [c.236] Вернуться к основной статье