ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Практические работы из "Физико-химические методы анализа Издание 3" Электролиз является одним из простейших и в то же время распространеннейших методов физико-химического анализа. По этому методу выделяют из растворов металлы или их окислы посредством электрического тока, а затем взвешивают выделенные осадки. Таким образом, этот метод физико-химического анализа несколько выпадает из общей классификации, данной ранее. Электролиз правильнее было бы отнести к весовому методу анализа, в котором в качестве реагента , выделяющего тот или другой компонент в осадок, применяется электрический ток. Однако в связи с тем, что выделение металлов электрическим током связано с рядом индивидуальных свойств ионов—потенциалом выделения, перенапряжением и другими—этот метод рассматривается как косвенный метод физико-химического анализа. [c.248] Количество эквивалентов любого вещества, выделяемого или разлагаемого на электроде, пропорционально количеству электричества, прошедшего через поверхность соприкосновения электрода с раствором. [c.249] Коэффициент Р равен при измерении времени в секундах 96 500 кулонам и называется числом Фарадея. При измерении времени в часах Р=26,8 а-час. [c.249] В табл. 14 приведены значения этого отношения. [c.250] Двойной электрический слой. Если в воду погрузить пластинку какого-либо металла, то на поверхности металла возникают процессы, приводящие к образованию так называемого двойного электрического слоя. [c.250] Ионы металла из его кристаллической решетки под влиянием полярных молекул воды будут отрываться и переходить в воду. При этом поверхность металла зарядится отрицательно за счет оставшихся в металле электронов, а слой воды зарядится положительно за счет ионов, которые перешли в раствор. Ионы металла не будут распространяться по всему объему жидкости, но будут концентрироваться на поверхности металла, удерживаясь ее зарядом. На поверхности металла возникнет двойной электрический слой (рис. 149) и между металлом и раствором возникает динамическое равновесие, отвечающее определенной разности потенциалов. Так как разные металлы обладают различной способностью отдавать свои ионы в раствор, то, очевидно, и возникающая разность потенциалов будет у разных металлов различна. [c.250] Аналогичное явление наблюдается и при опускании металла в раствор соли этого металла. Увеличение концентрации ионов металла в растворе уменьшает способность ионов металла переходить с пластинки металла в раствор, т. е. равновесие наступает при меньшей разности потенциалов между металлом и раствором. Металлы, обладающие малой способностью посылать свои ионы в раствор (золото, серебро, платина и др.), могут получать ионы из раствора, заряжаясь при этом положительно двойной электрический слой будет иметь заряды, противоположные приведенным на рис. 149. [c.251] Потенциал электрода в растворе. [c.251] Так как заряд иона относительно велик, а электрическая емкость на границе между металлом и раствором мала, то уже при переходе очень малого количества ионов между металлом и раствором возникает значительная разность потенциалов. [c.251] Например, при переходе ионов серебра в количестве одной стомиллионной доли грамма (10 г) из раствора в металл потенциал металла становится положительнее на 0,5 б. [c.251] Равновесная разность потенциалов, возникающая на границе металл—раствор, называется равновесным потенциалом металла (электрода) или потенциалом металл—раствор. [c.251] Разные металлы имеют различные потенциалы. Чем более активным является металл, тем более отрицательным равновесным потенциалом он обладает. [c.251] Величина Ef , характерная для каждого металла, представляет собой значение потенциала при С=1, т. е. в однонормальном растворе. Эта величина называется нормальным электродным потенциалом. Значения нормальных электродных потенциалов для ряда элементов приведены в табл. 15. [c.252] При температуре 18—20° для однозарядных ионов его принимают равным 0,058, для двухзарядных 0,029 при 25°С коэффициенты равны соответственно 0,059 в и 0,0295 в. [c.252] Гальванический элемент. Если медную и цинковую пластинки погрузить в растворы солей этих металлов и соединить растворы жидким мостиком, то между пластинками возникает разность потенциалов—электродвижущая сила (рис. 150). [c.252] Система из двух металлических электродов в растворах солей взятых металлов, обладающая опредемнной разностью потенциалов, называется гальваническим элементом. [c.253] Гальванический элемент может возникнуть также в растворе, если в него погрузить соответствующие электроды. Так, если в нормальный раствор Zn lj погрузить цинковую пластинку и платиновую пластинку, насыщенную хлором, то между обоими электродами возникнет разность потенциалов. [c.253] Деление возникновения разности потенциалов между погруженными в раствор индифферентными электродами под влиянием процесса электролиза называется электрохимической поляризацией. [c.254] Следовательно, пока прилагаемое извне напряжение не достигнет значения 1,76 в, электролиз итти не будет. [c.254] Напряжение, при котором начинается электролитическое разложение, равное электродвижущей силе возникающего гальванического элемента, называется потенциалом разложения. [c.254] Вернуться к основной статье