Элементы гальванические сравнения

Потенциометрия —важный метод исследования и анализа, в основе которого лежат термодинамические соотношения между э. д. с. электрохимических систем или электродными потенциалами, с одной стороны, и физико-химическими параметрами растворов и химических реакций—с другой. Для измерения э. д. с. гальванических элементов в равновесном состоянии наиболее удобен компенсационный метод. Для определения потенциалов отдельных электродов электрохимическая цепь составляется из исследуемого электрода и электрода сравнения с известным значением потенциала (см. 176). Рассмотрим отдельные области применения потенциометрических определений. [c.494]

Когда химическая система выполняет работу над своим окружением в ходе обратимого процесса, уменьшение свободной энергии системы в точности совпадает с той частью работы, которая не является работой типа PV. Например, работа, вьшолняемая гальваническим элементом, является мерой уменьшения свободной энергии этого элемента. И наоборот, если к электродам электролитического элемента, подобного описанному в разд. 1-7, приложено напряжение, то электрическая работа, выполняемая над электролитическим элементом (и измеряемая методами, которые будут рассматриваться в гл. 19), равна приросту свободной энергии химических вешеств внутри него. Когда при пропускании электрического тока через воду происходит ее электролитическая диссоциация, использованная для этого электрическая работа расходуется на увеличение свободной энергии газообразных водорода и кислорода по сравнению со свободной энергией жидкой воды [c.71]

Электроды сравнения. При измерении э.д.с. обратимых гальванических элементов необходим полуэлемент, потенциал которого был бы известен, постоянен и не зависел бы от состава изучаемого раствора. Электрод, удовлетворяющий этим требованиям, называют электродом сравнения. Электрод сравнения должен быть прост в изготовлении и сохранять практически постоянный и воспроизводимый потенциал при прохождении небольших токов. Постоянство потенциала электрода сравнення достигается поддержанием в контактирующем внутреннем растворе постоянной концентрации веществ, на которые реагирует электрод. Наиболее распространен хлорсеребряный электрод сравнения Ag, АдС1/КС1), который изготавливают путем электролитического нанесения хлорида серебра на серебряную про- [c.122]

Э.д. с., возникшую между индикаторным электродом и электродом сравнения, можно измерить различными способами. Наиболее распространенным и надежным способом измерения э.д.с. гальванических элементов является компенсационный метод Поггендорфа. [c.103]

Химические цепи имеют большое практическое значение. Разнообразные химические источники тока — первичные (гальванические элементы) и вторичные (аккумуляторы) — представляют собой химические цепи. Рассмотренная водородно-кислородная, цепь является одним из видов так называемых топливных элементов. Такие элементы представляют собой электрохимические системы, которых протекает реакция окисления топлива или продуктов его переработки (водорода, оксида углерода, водяного газа и др.). Элементы характеризуются высоким коэффициентом использования топлива (70—80%) по сравнению с 30—40% теплосиловых установок, производящих электроэнергию. Несмотря на то что при создании топ- [c.488]

Для определения концентрации (активности) различных ионов в растворе электрометрическим методом на практике используются гальванические элементы, составленные из двух электродов — электрода сравнения с устойчивым и хорошо известным потенциалом и [c.240]

В предыдущем разделе мы ввели понятие стандартного электродного потенциала химической реакции. Для практических целей полезно шать, какой вклад вносит в ЭДС цепи каждая полуреакция. Потенциал полной реакции складывается из суммы потенциалов по-луреакций. Однако невозможно осуществить процесс восстановления без процесса окисления и наоборот. Поэтому, если мы составим 1 альванический элемент на основе какой-либо реакции, то мы не сможем экспериментально измерить потенциалы полуреакций. Мы получим одно уравнение с двумя неизвестными (потенциалы двух полуреакций). Однако можно сравнить между собой потенциалы двух полуреакций, если проводить их по очереди в гальваническом элементе, в одну из ячеек которою поместить некоторую стандартную систему, в 01ад которой в ЭДС принять за условный ноль. Такую систему называют электродом сравнения. Поясним сказанное на примере. [c.167]

Для повышения точности в качестве меры сравнения используется нормальный элемент - гальванический элемент, характеризующийся весьма стабильным значением развиваемой им ЭДС Е . Так, например, при температуре 20 °С ЭДС насыщенного нормального элемента составляет 1,0185. .. 1,0187 В, т.е. наибольшее допустимое отклонение значений ЭДС не превышает 200 мкВ. ЭДС нормального элемента мало изменяется во времени, максимальное изменение ЭДС за год не превышает 50. .. 100 мкВ. В этом случае скользящий контакт на сопротивлении R заменяется щеткой Щ (рис. 3.15), который включает ту или иную часть делителя напряжения. Вначале регулируют проходящий через резистор Т, ток с помощью включенного с ним последовательно вспомогательного переменного резистора (на рисунке не показан), чтобы при подключении вместо источника Е нормального элемента ток в микроамперметре отсутствовал при установке переключателя П в соответствующее этой регулировке положение Е . Затем включают вместо нормального элемента источник Е и устанавливают переключатель в положение. [c.429]

Определение потенциала отдельного электрода производят, как это описано выше, путем измерения разности потенциалов гальванического элемента, составленного из электрода сравнения с точно известным и постоянным значением потенциала и электрода, потенциал которого определяется. При измерении потенциалов через измеряемую цепь не должен проходить электрический ток. Это реализуется в компенсационной электрической схеме, на которой основано действие всех потенциометров. [c.28]

Производство активированной двуокиси марганца. В производстве гальванических элементов находит весьма широкое применение в качестве деполяризатора двуокись марганца. Как было указано в гл. II, для зтой цели можно применять как природную, так и искусственно приготовленную двуокись марганца. Сравнительное изучение работы элементов с двуокисью марганца показало, что применение искусственно приготовленной активированной двуокиси марганца почти в два раза повышает ампер-часовую емкость гальванического элемента в сравнении с природной двуокисью марганца. Поэтому производство активированной двуокиси марганца имеет весьма важное практическое значение. [c.402]

Э.Д.С. гальванического элемента, составленного из индикаторного электрода и электрода сравнения [c.8]

В настоящее время в качестве такого электрода сравнения всегда применяется нормальный водородный электрод . За условную величину, характеризующую потенциал рассматриваемого электрода, принимают э. д. с. гальванического элемента, составленного нз этого электрода и нормального водородного электрода. [c.424]

По всей вероятности, топливные элементы будут играть важную роль также на транспорте (электрокары, автомобили, локомотивы, суда). При этом очень существенно, что их к. п. д. не зависит от мощности в отличие, например, от паровых турбин, которые имеют тем выше к. п. д., чем больше их мощность. Гальванические элементы, как и электромоторы, хорошо переносят кратковременные перегрузки, следовательно, при проектировании эти перегрузки можно не учитывать. Тепловые же двигатели нельзя перегружать, поэтому они должны быть рассчитаны на более высокую пусковую нагрузку. Применение аккумуляторов может дать возможность использовать часть энергии торможения вместо тормозных колодок предлагается для торможения транспортного средства применять его собственный электродвигатель, который включают как динамо-машину, и полученным током частично подзаряжают аккумулятор. При торможении транспортных средств, приводимых в действие тепловыми двигателями, их кинетическая энергия полностью превращается в тепло и рассеивается в окружающую среду. Большое преимущество топливных элементов по сравнению с тепловыми генераторами состоит в том, что они не загрязняют воздуха и не отравляют биосферы. [c.245]

Чем отличаются условия течения реакций окисления—восстановления в гальваническом элементе по сравнению с течением их вне элемента [c.364]

Развитие техники поставило новые требования к источникам тока. Необходимо увеличение удельной мощности, к. п. д., срока службы и т. д. В связи с этим большой интерес представляют электрохимические генераторы (ЭХГ), создаваемые на основе топливных элементов. По сравнению с аккумуляторами ЭХГ имеют более высокие энергии на единицы массы и объема, по сравнению с гальваническими элементами — более высокие удельные энергии, срок службы и более низкую стоимость получаемой энергии, по сравнению с двигателями внутреннего сгорания и тепловыми машинами ЭХГ имеют более высокий к. п. д. и другие достоинства. [c.3]

Измеряют pH приготовленного раствора, как указано в работе 22, с применением гальванического элемента, состоящего из индикаторного электрода, обратимого относительно ионов водорода, и электрода сравнения (см. рис. 10.2 и 10.3). Необходимо при этом помнить, что для измерения рН>8 хингидронный электрод не применяют. Измеренная и расчетная величины pH не должны расходиться более чем на 0,2 ед. Повторяют измерение pH 4—5 раз. К испытуемому раствору прибавляют 10 мл дистиллированной воды и после перемешивания раствора снова измеряют pH. Делают вывод относительно влияния разбавления на pH буферного раствора. [c.99]

Из приведенных данных следует, что гальванические элементы, по сравнению с аккумуляторами, обладают большей уд. емкостью. [c.162]

Об обратимости электрода можно также судить по отсутствию гистерезиса при катодной и анодной поляризации гальванического элемента, полуэлемент сравнения которого менее поляризуем, чем испытываемый [58, 63]. [c.21]

Термодинамика гальванических элементов. Гальванические элементы часто применяются для определения изменения изобарного потенциала химической реакции. Самопроизвольные химические процессы, которые протекают в гальванических элементах, могут быть обратимыми, если приложенную внешнюю э. д. с. увеличить по сравнению с э. д. с. элемента на бесконечно малую величину. Если э. д. с. элемента точно уравновешена внешней электродвижущей силой, так что не происходит ни зарядки, ни разрядки его, и через элемент проходит бесконечно малое количество электричества, то обратимая электрическая работа при постоянных температуре и давлении, или изменение изобарного потенциала, равна произведению напрян ения на количество электричества. Количество электричества, соответствующее молярному количеству, указанному в химическом уравнении, равно пР (где п — число электронов, переносимых во время реакции Е — число фарадея). Если это количество электриче- [c.414]

Сопротивление электролита и поляризация электродов ограничивают ток в гальваническом элементе. Для локальных элементов на поверхности металла, электроды которых тесно сближены, сопротивление электролита обычно является второстепенным фактором по сравнению с более значимым — поляризацией. При доминирующей поляризации анодов считается, что коррозион- [c.61]

Первое предположение о причинах данного явления сводится к тому, что различие между обратимой э.д.с. и напряжением возникает как результат омических потерь напряжения. В этом случае напряжение, необходимое для проведения какой-либо реакции в электролитической ванне, будет слагаться из обратимой э.д.с. Е (определяемой изменением изобарно-изотермического потенциала) и падения напряжения в электролите и в электродах Еом (зависящего от плотности тока). Такое предположение объясняет причину увеличения напряжения на аание при прохождении через нее тока по сравнению с обратимой э.д.с. той же системы. Точно так же уменьшение напряжения гальванического элемента при отборе от него тока можно отнести за счет того, что часть э.д.с. расходуется на преодоление сопротивления в утри самого элемента. Омические потери напряжения являются, таким образом, одной из причин различия между обратимой э.д.с. и рабочим напряжением. Опыт показывает, однако, чго [c.287]

По международному соглашению в качестве стандартного электрода сравнения принят стандартный водородный электрод (с.в.э.), потенциал которого условно приравнен нулю при любой температуре. Приведенные в справочниках и учебниках стандартные потенциалы различных редокс систем представляют собой э.д.с, гальванических элементов, в которых одним из полуэлементов постоянно является с.в.э,, а другим - испытуемый полуэлемент с активностью всех участвующих в электродной реак-. ции компонентов в данном полуэлементе, равной единице. [c.128]

Иногда используют любой полуэлемент сравнения (Мюллер, например, применял обычный нас.к.э.) и, рассчитав э.д.с. гальванического элемента, составленного из испытуемого полуэлемента и выбранного электрода сравнения, налагают извне с помощью делителя напряжения на гальванический элемент такое напряжение, которое обратно направлено, но равно по величине [c.144]

На примере элемента Даниэля рассмотрим принцип действия гальванического элемента. Если замкнуть электроды металлическим проводником электрического тока или подключить к нему какой-либо приемник электрической энергии, то под действием его э. д. с. (Е = фсц — ф2п) электроны от более электроотрицательного 2п-электрода начнут перемещаться по металлическому проводнику к менее электроотрицательному Си-электроду. В результате этого на 2п-электроде создастся некоторый недостаток электронов, а на Си — избыток по сравнению с содержанием их на электродах в исходном (неработающем) состоянии. Это приведет к установлению на электродах гальванического элемента неравновесных электростатических потенциалов меньшего, чем равновесный — на цинковом (ф2п < ф2п) и большего, чем равновесный — на медном (фси > фси)- Следовательно, термодинамическое равновесие в системе нарушится. [c.238]

В обшем случае, если концентрации реагентов повышаются относительно концентраций продуктов, это приводит к повышению степени самопроизвольности протекающей в гальваническом элементе реакции и возрастанию его э.д.с. И наоборот, если концентрации продуктов повышаются по сравнению с концентрацией реагентов, э. д. с. уменьшается. Во время действия электрохимического элемента происходит расходование реагентов и образование продуктов. Связанное с этим уменьшение концентраций реагентов и возрастание концентраций продуктов вызывает постепенное уменьшение [c.215]

Для потенциометрических исследований необходимо собрать гальванический элемент, состоящий из электрода сравнения, погруженного в исследуемый раствор, и индикаторного электрода, и измерять э. д. с. этого элемента. Причем необходимо строго соблюдать соответствие состава индикаторного электрода составу исследуемого вещества в растворе. [c.245]

Решение. В местах соприкосновения двух металлов образуется гальванический элемент. Металл, который окисляется легче, играет при этом роль анода, а второй металл-роль катода. Из сравнения стандартных окислительных потенциалов А1 и Ре следует, что А1 будет играть роль анода [c.233]

Такая же линейная зависимость существует между pH раствора и э. д. с. гальванического элемента, составленного из произвольного электрода сравнения и индикаторного электрода, обратимого [c.245]

Результат опыта. По сравнению с численными значениями, полученными в опыте А, э. д. с. обоих гальванических элементов увеличится примерно на 0,03 В. [c.134]

Соответствие между экспериментальными данными и теоретической зависимостью равновесного потенциала окислительно-восстановительной системы от ионной силы раствора в области небольших р,, при которых справедлива теория Дебая—Хюккеля, получено при исследовании систем Fe ( N)4 Ьру" Fe (Ьру) " [113], Fe( N)r [114, 115]. Для последней системы с учетом ассоциации гексацианидных комплексов железа с ионами калия для == О получено = 355 1 мВ (25 °С) [114]. В отличие от работы [114], в которой гальванический элемент с переносом содержал в качестве электрода сравнения насыщенный каломельный электрод, в работе [115] использовался гальванический элемент без переноса в этом элементе электродом сравнения служил стеклянный электрод, обратимый относительно ионов калия. С использованием средних коэффициентов активности в работе [115] для системы Fei N) " получено стандартное значение потенциала Е — 361 0,5 мВ (25 С), 1. е. на 6 мВ более высокое, чем в работе [114]. Это расхождение авторы [115] связывают с возможным осложняющим влиянием диффузионного потенциала, не учтенным в работе [114]. Другая возможная причина расхождения в значениях определенных для системы Fe( N)r в работах [114, 115], — недоста- [c.57]

Для определения потенциала отдельного электрода составляют гальванический элемент из электрода сравнения (с. в. э.) и исследуемого электрода. С. в. э. обладает важным свойством — неполя-ризуемостью. Понятием поляризуемость характеризуют способность электродов изменять потенциал при пропускании через гальванический элемент тока от внешнего источника. Поляризуемость зависит от плотности тока обмена на электроде чем ток больше, тем поляризуемость меньше. Однако существенно не абсолютное значение, а соотношение между плотностями тока обмена и поляризующего тока первый на с. в. э. равен 1А/м . При измерениях э. д. с. вблизи равновесия значения плотностей тока обмена на несколько порядков меньше тех, что регистрируются нуль-инструментом или высокоомным (вакуумным) вольтметром. Такие плотности тока не влияют на равновесие электрода, т. е. на его потенциал. В условиях измерений с.в. э. неполяризуем, значит измеренная на компенсационной установке э. д. с. точно равна потенциалу сопряженного с с. в. э. электрода. [c.148]

Гальванический элемент принято (Международной конвенцией в Стокгольме в 1953 г.) записывать так, чтобы электрод сравнения всегда был слева, а за э. д. с. ячейки Е принимать разность потенциалов правого и левого электродов, т. е. = — Ул- Если левым электродом служит стандартный водородный электрод, (pH, = 1 атм, ан+ = 1), то э. д. с. элемента равналю величине и по знаку электродному потенциалу правого (исследуемого) электрода по водородной шкале, т. е. [c.150]

Для измерения э. д. с. гальванического элемента, составленного из электрода сравнения и исследуемого электрода, удобно пользоваться потенциометрами любого типа, имеющими две шкалы измерений одну — в единицах pH, вторую — в милливольтах. [c.111]

В 1940 г. Дикс [24] высказал предположение, что между металлом и анодными включениями (такими, как ннтерметаллид-ная фаза uAlj в сплаве 4 % Си—А1), выпадающими по границам зерен и вдоль плоскостей скольжения, возникают гальванические элементы. Когда сплав, подвергнутый растягивающему напряжению, погружен в коррозионную среду, локальное электрохимическое растворение металла приводит к образованию трещин к тому же растягивающее напряжение разрывает хрупкие оксидные пленки на краях трещины, облегчая таким образом доступ коррозионной среды к новым анодным поверхностям. В подтверждение этого механизма КРН был измерен потенциал на границе зерна металла, который оказался отрицательным или более активным по сравнению с потенциалом тела зерна. Более того, катодная поляризация эффективно препятствует КРН. [c.138]

Основной задачей потенциометрического титрования является прослеживание за изменением э. д. с. гальванического элемента, состоящего из исследуемого полуэлемента с индикаторным электродом и полуэле-мента сравнения, потенциал которого постоянен. Независимо от техники измерения э. д. с. классическим методом нахождения к, т. т. является обнаружение скачка потенциала, отвечающего моменту завершения химической реакции в испытуемом растворе. [c.116]

Реакция окисления - восстановления. Расчет Е про-водят согпасно уравнению (3.14.3) (см. с, 87 ). Так как практически измеряемой величиной является э.д.с. гальванического элемента (т.е. величина потенциала индикаторного электрода относительно потенциала какого-либо электрода сравнения э.с. значение которого известно в свою очередь относительно стандартного потенциала водородного электрода), то следует рассчитать э.д.с, в т.э. как разность значений т.э. Е э.с.> придерживаясь правил о знаках, приведенных выше (см,с, 124). [c.143]

Практически невозможно измерять потенциалы отдельного электрода. Поэтому необходимо составить гальванический элемент (электролитическую ячейку) из двух нолуэлементов с электродами, между которыми возникает разность потенциалов, при этом потенциал одного электрода постоянен и заранее известен. Такие электроды, относительно которых определяют потенциал индикаторного электрода, носят название электродов сравнения. По международному соглашению в качестве стандартного электрода сравнения принят стандартный водородный электрод (с. В.Э.). Но так как водородный электрод малопригоден в обычных условиях работы (трудоемкость его приготовления), то на практике используют другие электроды сравнения, например насыщенный каломельный электрод (нас. к. э.) или хлорсеребряный (х. С.Э.). [c.103]

На поверхности металлических изделий, находяшпх-ся в контакте с почвенным электролитом, вследствие местных неоднородностей состава металла или электролита возникает большое количество коррозионных элементов, природа которых аналогична природе гальванических элементов. При этом коррозионному разрушению подвергаются анодные участки, имеющие более отрицательный электрохимический потенциал по сравнению с близрасположенными катодными участками, имеющими более положительный потенциал. [c.44]

В пять стаканчиков наливают йриготовленные растворы от 0,1 до 10- М KJ(N l N)j опускают электроды 7— или N - селективный индикаторный и х.с.э. сравнения. Измеряют э.д.с. полученного гальванического элемента. Измерения проводят последовательно, переходя от меньших к большим кон-центрац>иям. Во время измерений соблюдают все правила работь с используемым измерительным прибором. Измеряют температуру растворов. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология