ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткий обзор развития электрохимии из "Основы электрохимии" Положения о связи химических и электрических явлений высказывались М. В. Ломоносовым еще в середине XVHI века. Однако только после того как в 1791 г. Л. Гальвани опубликовал Трактат о силах электричества при мышечном движении , в котором изложил свои наблюдения по сокращению мышц препарированных лягушек при контакте их с медной и железной проволоками, соединенными между собой, внимание исследователей было привлечено к новой области явлений. [c.10] Физик А. Вольта, анализируя опыты Гальвани, пришел к выводу, что электрическая энергия, приводящая к сокращению мышц лягушек, возникает в месте соединения двух металлов. На основании своих представлений А. Вольта в 1779 г. создал первый источник химической энергии — вольтов столб, состоящий из ряда медных и цинковых кружков, разделенных смоченными кислотой суконными прокладками. Теория Вольта, со стоящая в том, что электрическая энергия возникает в месте контакта 2-х металлов, долго держалась в науке. Ошибочность теории Вольта показал в 1872 г. Ф. Энгельс. Основываясь на законе сохранения энергии, он пришел к выводу, что источником электрической энергии являются протекающие в гальваническом элементе химические реакции. [c.10] Большое значение для выяснения вопроса об энергии гальванического элемента имели работы Гиббса (1878 г.) и Гельмгольца (1882 г.). Они установили связь между максимальной работой, производимой химической системой, и тепловым эффектом химической реакции и показали ограниченность принципа Томсона, считавшего, что электрохимическая работа равна теплоте химической реакции. [c.10] Нернстом в 1889 г. была развита осмотическая теория гальванического элемента, которая, хотя и базировалась на неверных предпосылках, позволила получить уравнение, связывающее величину 3. д. с гальванического элемента с концентрацией раствора. В настоящее время уравнению Нернста дано строгое научное обоснование. [c.10] Ряд фундаментальных исследований по электрохимии неводных растворов был проведен в 1902—1913 гг. П. И. Вальде-ком, В. А. Плотниковым и А. И. Сахановым. Большой вклад в развитие теории электрохимии внесли работы советских ученых И. А. Изгарышева, С. В. Горбачева, А. Н. Фрумкина и его школы, Л. И. Антропова, Я. М. Колотыркина и др. [c.11] Наряду с развитием представлений теоретической электрохимии шло накопление опыта практического использования электрохимических явлений. [c.11] В 1800 г. при использовании вольтова столба как источника тока было впервые обнаружено выделение газов при пропускании тока через водные растворы (электролиз). В 1801 г. В, В. Петров опубликовал результаты иследований по разложению воды электрическим током, а в 1807—1808 гг. Г. Дэви, пропуская электрический ток через смоченную водой щелочь, открыл натрий, выделившийся на отрицательном электроде. Впоследствии таким же образом были открыты другие щелочные и щелочноземельные металлы. В 30-х годах XIX века М. Фарадей открыл количественные законы, связывающие количество образующихся на электродах продуктов с количеством пропущенного электрического тока. [c.11] В 1838 г. русский академик Б. С. Якоби применил электрический ток для практических целей получения фигурных металлических изделий путем выделения металла на фигурном электроде. Открытие Якоби в дальнейшем привело к созданию целой области прикладной электрохимии — гальваностегии, т. е. технологии нанесения плотных металлических осадков на ра.эличные изделия с целью придания специфических свойств их поверхности. [c.11] Глава 1 КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. [c.12] Растворы, проводящие в заметной степени электрический ток, называются растворами элект ролитов, а вещества, которые при растворении в воде или другом растворителе, например спирте, образуют электропроводные растворы, являются электролита ми. К электролитам относятся поваренная соль, уксусная кислота, хлористый барий, хлористый лантан и другие вещества, водные растворы которых обладают достаточно высокой электропроводностью. [c.12] Электропроводность растворов электролитов обусловливается тем, что при растворении электролитов в воде или другом растворителе молекулы электролитов распадаются на ионы — частицы, несущие электрический заряд. Ионы способны перемещаться под действием электрического поля, что и определяет электропроводность растворов электролитов. Поэтому, если в стеклянный стакан, заполненный раствором электролита, поместить две угольные или платиновые пластины, называемые электродами, и подсоединить их к источнику напряжения, то через раствор пойдет электрический ток. Стакан с раствором электролита и двумя электродами является элементарной электролитической ячейкой. [c.12] В случае растворов электролитов закономерности, приведенные выше, нарушаются. Оказывается, что растворы электролитов при равной с растворами неэлектролитов мольной концентрации растворенного вещества имеют более низкое парциальное давление пара растворителя над раствором, более сильное изменение температуры кипения и замерзания и более высокое осмотическое давление. Особенности поведения разбавленных растворов электролитов получили объяснение на основании теории электролитической диссоциации Аррениуса. [c.13] Теория электролитической диссоциации, развитая Аррениусом в 1883—1887 гг., основывается на следующих положениях. [c.13] По теории Аррениуса все отклонения в поведении растворов электролитов от неэлектролитов объясняются наличием в растворе электролита большего числа частиц по сравнению с раствором неэлектролита с одинаковой концентрацией. Так, кислоты при растворении в воде диссоциируют на водородные ионы, несущие положительный заряд, и отрицательно заряженные ионы кислотного остатка. Соли диссоциируют на положительные ионы металла и отрицательные ионы кислотного остатка. Основания распадаются в растворе на положительные ионы металла и отрицательные ионы гидроксила. Обычно положительно заряженные ионы называют катионами, а отрицательно заряженные ионы — анионами. [c.14] Теория электролитической диссоциации Аррениуса не учитывает взаимодействия ионов между собой и с молекулами растворителя, рассматривает растворы как механическую смесь растворителя, растворенного вещества и ионов и поэтому описывает количественные соотношения между различными свойствами только для достаточно разбавленных растворов. Однако несрлотря на свои недостатки, теория объясняет многие закономерности поведения растворов электролитов. [c.14] Так как всегда 2 П1 0, степень диссоциации может иметь значения от О до 1. В том случае, когда а = 0, диссоциация отсутствует и растворенное вещество не является электролитом, когда а—, все молекулы растворенного вещества диссоциируют на ионы. Степень диссоциации зависит от природы растворенного вещества и растворителя, концентрации раствора и температуры. [c.15] Константа диссоциации зависит от температуры раствора. [c.15] Уравнения (1.6) — (1.9) позволяют рассчитать степень дис-социацгги в зависимости от концентрации раствора и разведения, если известна константа диссоциации. [c.16] При постоянной температуре величина Яд остается постоянной, не зависящей от разведения раствора, по этому при увеличении разведения согласно уравнениям (1.7) и (1.9) для сохранения постоянства Кд должно возрастать значение а, которое будет стремиться к единице. [c.16] Вернуться к основной статье