Энергия и электродвижущая сила

Учение о химических источниках электрической энергии (электродвижущие силы химического происхождения). Сюда относятся гальванические элементы и аккумуляторы. [c.315]

В нем предлагается устройство, представляющее собой контрольный проводник 2 (рис. П8.1), расположенный параллельно газопроводу 1 в одной траншее с ним и подключенный в местах установки аварийных отсекателей (линейных кранов) к источникам электрической энергии. Электродвижущая сила источников возрастает на одну и ту же величину по мере удаления от диспетчерского пункта. В случае разрыва газопровода (в результате его взрывного характера) будет нарушен контрольный проводник. Поэтому на диспетчерском пункте будет зафиксирована электродвижущая сила последнего источника, находящегося перед разрушенным участком трубопровода. Это позволит четко зафиксировать поврежденный участок и запустить в работу отсекатель аварийного участка. [c.664]

В таком цикле Карно гальванический элемент при известной температуре поглощает теплоту нагревателя и производит электрическую работу. Последняя может быть затрачена на поднятие тяжести и таким образом сохранена как потенциальная механическая энергия. Заставляя затем элемент работать в условия идеальной тепловой изоляции, можно адиабатно понизить (или г.о-высить) его температуру, после чего, используя сохраненную работу, можно провести химическую реакцию в элементе в обратном направлении, при ином значении электродвижущей силы, а затем адиабатно довести элемент до первоначальной температуры. [c.81]

Величины Аф обоих электродов складываются в электродвижущую силу концентрационной поляризации, направленную против приложенной к электролитической ванне разности потенциалов, поэтому последняя должна быть увеличена на э. д. с. концентрационной поляризации, чтобы была получена необходимая для электролиза сила тока. Так как в электрохимических производствах при электролизе применяют токи довольно большой плотности, возникают значительные э.д.с. поляризации, вызванные изменениями концентраций у поверхности электродов. Появление э. д. с. концентрационной поляризации увеличивает расход электрической энергии, поэтому устранение или уменьшение концентрационной поляризации является важной практической проблемой. Одной из основных мер уменьшения концентрационной поляризации является перемешивание растворов. Возникновение концентрационной поляризации снижает [c.610]

О веществе, которое теряет электроны, говорят, что оно окисляется, а электрод, на котором это происходит, называется анодом. Вещество, поглощающее электроны, восстанавливается на катоде. Давление , которое создают электроны между анодом и катодом, называется напряжением гальванического элемента, или его электродвижущей силой (э.д.с.). Если напряжение элемента положительно, это означает, что происходящая в нем реакция протекает самопроизвольно, причем электроны поступают с анода на катод. Отрицательное напряжение элемента означает, что самопроизвольно протекает обратная реакция. Напряжение элемента связано со свободной энергией протекающей в нем реакции соотношением [c.193]

Изменение энергии Гиббса, как указывалось ранее, определяется как химическое средство для реагирующих веществ. Эту величину можно рассчитать следующими способами по измерению электродвижущих сил при протекании химической реакции, по уравнениям изотерм и изобар химических реакций, по уравнению Гиббса—Гельмгольца. Следует указать, что для некоторых реакций, например, реакции гидрирования твердого [c.206]

Получаемая в процессе работы гальванического элемента энергия электрического тока равна произведению количества электричества, прошедшего от анода к катоду, на напряжение, т. е. разность между потенциалами катода н анода. Максимальное значение этого напряжения называется электродвижущей силой гальванического элемента. [c.204]

Электродвижущая сила коррозионного элемента пропорциональна уменьшению свободной энергии системы в процессе коррозии. Электрохимическая коррозия термодинамически возможна при условии к.обр— а.обр>0 или к,обр> а,обр, что следует из соотношения АР = = —пЕР, где а/ —изменение свободной энергии, и — число электронов, участвующих в реакции, Р — число Фарадея. = ,обр—-Еа.обр — э. д. с. коррозионного элемента, к.обр— равновесный потенциал катодного процесса, а,обр — равновесный потенциал анодного процесса. [c.4]

Исходя из закона сохранения энергии, Фарадей установил связь между электродвижуще силой индукции S и скоростью изменения потока индукции через контур dOi dt [c.191]

Тогда при коротком замыкании электродов с помощью проводника первого рода из-за разности величин электродных потенциалов ячейка работает самопроизвольно - в цепи течет ток, т.е. выделяется электрическая энергия. Это происходит до тех пор, пока потенциалы электродов не достигнут одинаковых значений. Поэтому такие элементы могут служить источником постоянного тока (например, сухие батареи, кислотные и щелочные аккумуляторы и др.). Подобные электрохимические ячейки принято называть гальваническими элементами, разность потенциалов электродов в которых представляет собой электродвижущую силу (э.д.с.) элемента. [c.125]

Вычислите изменение энергии Гиббса и электродвижущую силу гальванического элемента в стандартных условиях. [c.38]

Как уже отмечалось, на практике энергетические затраты при электролизе бывают больше, чем это следует из второго закона Фарадея, в силу неполной обратимости процесса и протекания побочных реакций. Одной из главных причин повышения затрат энергии является поляризация электродов. Если мы станем пропускать через концентрированный раствор в электролитической ванне при платиновых электродах ток с разностью потенциалов на зажимах ванны в 1 В,, то заметим, что сила проходящего тока со временем уменьшается и практически сходит на нет. Согласно закону Ома I = E R + r), где R и г—-соответственно внутреннее и внешнее сопротивление в цепи. Поэтому уменьшение силы тока I может происходить или вследствие увеличения сопротивления или вследствие уменьшения электродвижущей силы Е. [c.267]

Зная электродные потенциалы, можно определить электродвижущую силу (э.д.с.) гальванического элемента. Гальваническим элементом называют устройство, в котором энергия химической реакции непосредственно превращается в электрическую (гальванические элементы называют также химическими источниками тока). [c.56]

Измерения электродвижущих сил можно производить с высокой точностью. Эти измерения представляют собой один из наиболее точных методов определения стандартных энергий Гиббса, а следовательно, и констант равновесия окислительно-восстановительных реакций в растворах. [c.271]

Таким образом, разность потенциалов на концах равновесной электрохимической цепи однозначно связана с изменением свободной энергии Гиббса в ходе соответствующей химической реакции. Величина Е, т. е. разность потенциалов на концах равновесной электрохимической цепи, называется ее электродвижущей, силой (ЭДС). Если же на отдельных фазовых границах (хотя бы на одной) равновесие не устанавливается, то разность потенциалов на концах цепи не равна ЭДС и уравнение (VI.19) оказывается неприменимым. Величина пРЕ характеризует максимальную электрическую работу, которую можно получить при помощи электрохимической цепи. Уравнение (VI.19) служит основой для расчета АО различных химических реакций. Часто электрохимический метод определения изобарного потенциала имеет существенные преимущества перед термохимическим методом. [c.118]

Приведенное уравнение связывает ЭДС с константой равновесия реакции в гальваническом элементе. Поскольку электродвижущую силу, как известно, можно рассчитать, используя стандартные электродные потенциалы ( "), мы имеем один из точных методов определения стандартных энергий Гиббса и констант равновесия [c.158]

Расчет химических энергий сольватации по электродвижущим силам [c.164]

Третий путь состоит в определении по электродвижущим силам цепей без переноса, стандартизированных не па состояние полностью диссоциированного вещества, как обычно, а на состояние полностью недиссоциированного вещества. Тогда на основании э. д. с. можно непосредственно определить изменение свободной энергии, а на основании изменений свободной энергии — величину коэффициентов активности о. Этот метод определения 7ц является более универсальным, чем определение по растворимости. [c.263]

Электродвижущая сила цепи с переносом может быть обязана энергии химической реакции и осмотической работе. Например, в цепи с переносом [c.379]

Электродвижущая сила тем выше, чем выше диэлектрическая проницаемость среды и чем больше энергия сольватации ионов дипольными молекулами растворителя. [c.392]

Как следует из приведенных выше уравнений, изменение нормальных потенциалов цепей без переноса при переходе от растворителя к растворителю определяется только изменением энергии ионов. Это обусловливает возможность использовать электродвижущую силу цепей без переноса для оценки величины ионов и молекул. [c.396]

Все перечисленные выше методы не позволяют однозначно оценить кислотность неводных растворов в единой шкале. Вопрос об этой шкале может быть решен только на основании данных о величинах химической энергии сольватации протонов в различных растворителях. В настоящее время эти данные получены на основании подсчетов сумм и разностей химических энергий сольватации ионов в неводных растворах из данных об электродвижущих силах цепей без переноса и с переносом в неводных растворах. Путем экстраполяции величин суммарной энергии сольватации ионов водорода и ионов галогенов (ионы галогеноводородных кислот) и разностей энергий сольватации ионов водорода и ионов щелочных металлов, как было сказано в гл. IV, была определена энергия сольватации протона и других ионов в различных растворителях. [c.419]

Е — электродвижущая сила элемента энергия. [c.482]

Достигнуты существенные успехи в решении другой проблемы энергетики — прямого преобразования энергии топлива в электрическую — с помощью метода МГД. В его основе заложен следующий принцип струя плазмы с высокой скоростью пропускается через камеру, в которой поддерживается однородное магнитное поле. В соответствии с законом электромагнитной индукции в струе плазмы возникает электродвижущая сила, величина которой определяется произведением напряженности магнитного поля и скорости струи плазмы. Если в сосуде, где движется струя плазмы, по краям струи помещены электроды, замкнутые на сопротивление, то в струе плазмы перпендикулярно направлению ее движения, а также во внешней цепи течет постоянный электрический ток. При этом кинетическая энергия направленного движения плазмы превращается в работу электрического тока во внешней цепи. Метод МГД не требует для своего осуществления применения громоздких движущихся частей, как это имеет место в генераторах тока тепловых электростанций, и дает высокие коэффициенты полезного действия (достигающие 50—55%). Однако на пути широкого внедрения МГД-генераторов имеется ряд трудностей инженерного характера, которые к настоящему времени полностью еще не преодолены. [c.254]

Определение энергии Гиббса процесса. Подобно энтальпии ЛЯ и энтропии 5 величину ЬС физико-химических процессов можно определить экспериментально. Один из широко применяемых методов определения ДС окислительно-восстановительных реакций заключается в проведении их в гальваническом элементе и измерении его электродвижущей силы (эдс). Рассмотрим этот метод определения ДС7 на примере реакции вытеснения цинком меди из раствора сульфата меди [c.203]

Соединение электродов металлическим проводником приводит к возникновению электрического тока. Следовательно, в этой системе возникает электродвижущая сила — ЭДС элемента. 3)та ЭДС способна совершать работу по переносу электрона по металлическому проводнику (а следовательно, и любые виды работы, в которые можно преобразовать энергию электрического тока) за счет химической реакции окисления — восстановления. Таким образом, гальванический элемент представляет собой устройство, в котором уменьшение термодинамического потенциала в результате окислительно-восстановительной реакции преобразуется в энергию электрического тока. [c.294]

При работе гальванического элемента химическая энергия реакции превращается в электрическую. Если химическая реакция в гальваническом элементе протекает обратимо, то получаемая работа будет максимальной. Это позволяет использовать электродвижущую силу гальванического элемента для определения изменения свободной энергии Гиббса АС проходящей в нем реакции. [c.250]

При бесконечно медленном (обратимом) протекании химической реакции в гальваническом элементе при постоянных температуре и давлении получаемая электрическая энергия наибольшая, и совершаемая при этом электрическая работа максимально полезна и равна убыли изобарного потенциала Л акс=—ДО. Поэтому —АО=пРЕ, где п — количество грамм-эквивалентов вещества (заряд иона) / — число Фарадея (пР — количество электричества, прошедшего через элемент) —электродвижущая сила. [c.218]

В случае бесконечно медленного (обратимого) протекания химической реакции в гальваническом элементе при постоянных температуре и давлении получаемая электрическая энергия наибольшая, совершаемая при этом электрическая работа максимально полезна и равна убыли изобарного потенциала Лмакс = = — АО. Поэтому —АО = пГЕ, где п — число эквивалентов вещества Е — постоянная Фарадея (пЕ — количество прошедшего электричества) Е — электродвижущая сила. [c.249]

В электрохимии исследуются процессы превращения химической энергии в электрическую (гальванические элементы) и, наоборот, электрической энергии в химическую (электролиз). В данной главе излагаются свойства растворов электролитов и некоторые сведения об электродном потенциале и электродвижущих силах. [c.236]

Работа, энергия, количество теплоты Мощность Количество электричества, электрический заряд Электрическое напряжение, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила Напряженность электрического поля [c.374]

Понятие о гальваническом элементе. В гальваническом элементе химическая энергия преобразуется в электрическую за счет электронных, т. е. окислительно-восстановительных, реакций. В гальванических элементах реакции получения электрического тока проводятся таким образом, чтобы процесс окисления и процесс восстановления протекали раздельно (на разных электродах). Это и приводит к тому, что на электродах гальванического элемента поддерживается разность потенциалов, определяющая собой электродвижущую силу (э. д. с.) элемента. [c.316]

Электродвижущая сила железо-никелевого аккумулятора составляет обычно 1,33—1,35 в. Эти аккумуляторы более удобны в обращении. Однако они обладают более низким коэффициентом отдачи — отдают в форме электрического тока приблизительно лишь 50% энергии, поглощенной при зарядке. Найдено, что прибавка ЫОН к электролиту улучшает работу щелочного аккумулятора. [c.355]

Если прн обратимом протекании реакции (47) в стехиометрических соотношениях переносится пР электричества (/ = 96 500 Кл, или / = Л ли о, где Мл — постоянная Аногадро, а во — элементарный заряд) и напряжение на равновесной электрохимической системе, Г1ЛИ ее электродвижущая сила (э.д.с.), составляет некоторую величину Е, то электрическая работа (энергия) будет равна произведению пР (параметр экстенсивности) на Е (параметр интенсивности), т. е. [c.19]

Суммарные энергии сольватации электролитов для ряда растворов приведены в табл. 2.7. Они получены Измайловым на основе измерений электродвижущих сил соответствующих электрохимических систем. Нз табл. 2.7 следует, что энер1 ия сол1)Ватации электролита изменяется несущественно при переходе от одного растворителя к другому. Так, папример, для хлорида водорода максимальное отклонение энергии сольватации от его среднего значения (1382 кДж-моль- ), наблюдаемое в т(зм случае, когда растворителем служит аммиак, составляет 67 кДж.моль , т. е. около 5% обычно же оно не превышает 1—2%. Поскольку диэлектрические проницаемости растворителей, собранных в табл. 2.10, сильно отличаются друг от друга, такой результат указывает на их второстепенную роль в энергетике сольватации и на несовершенство метода Борна и других методов, в которых используется его модель растворителя. [c.67]

Электродвижущая сила этого элемента Етв. возникает при уменьшении свободной энергии Абг реакции окисления металла, что приводит к появлению концентрационного градиента, вызывающего диффузию (градиент поля, приводящий к миграции заряженных частиц, по Вагнеру, не возникает из-за равномерного распределения положительных и отрицательных зарядов в объеме окисла). На поверхности раздела металл — пленка протекает анодная реакция по фор- Ме Пленпа Газ муле (44) [c.61]

Величину константы интегрирования можно определить если известны теплоемкости, тепловой эффект при АН298 и значение Кх Для одной из температур или установлена температура, при которой AGr=0 (как, например, для реакции превращения модификаций 5пбелое 5псерое, AGr = 0 при Г = 292 К). Численное значение изменения энергии Гиббса можно определить экспериментально, измеряя электродвижущие силы для элемента, в котором осуществляется заданная реакция, используя соотношение [c.208]

Устройство, схематически изображенное на рис. 6.1, называют гальваническим элементом, а каждый из сосудов, содержащий раствор и платиновую пластину, — электродом или полуэлемеитом, хотя собственно электродом часто называют платиновую или другую пластину, служащую проводником электронов. При проведении реакции в гальваническом элементе химическая энергия превращается в электрическую. Электродвижущая сила ЭДС гальванического элемента может быть измерена с помощью потенциометра. Она непосредственно характеризует способность электронов данного восстановителя переходить к данному окислителю. [c.105]

Все сказанное относилось к рассеянию света бесцветными коллоидными частицами, не проводящими электрического тока. При специфическом поглощении каких-нибудь лучей зависимость интенсивности светорассеяния от V и v , согласно уравнению Рэлея, нарушается, меняется степень поляризации рассеянного света и т. д. В частице, рроводящей электричество, электромагнитное поле световой волнь индуцирует электродвижущую силу. В результате в проводнике возникает переменный электрический ток, к к и в самом электромагнитном поле. Следствием этого является преобразование электрической энергии в тепловую. В таких условиях к(3 боткие электромагнитные волны (от 100 до 1000 нм) практически пблйостью поглощаются. Это свойство проводников, к которьш относятся металлы, и является причиной их непрозрачности. [c.38]

При соблюдении этих условий представляется возможным измерить обратимую электрическую работу (tj) — ")de и изменение свободной энергии dO, -отвечающее данной реакции. В условиях, когда гальваническая система находится в равновесии и в ней нет ни разряжения, ни заряжения, равна электродвижущей силе элемента. При протекании в элементе обратимого процесса обратимая электрическая работа равна ztEde. В зависимости от способа нормировки знака э. д. с. разность потенциалов 1)5 —ф" равна + или —Е. Следовательно, формулу (XV.34) можно переписать следующим образом [c.423]

Обычно данные об электродвижущих силах используются для подсчетов реальных свободных энергий гидратации ионов, отличающихся от химических энергий сольватации на величину работы, производимой при переносе ионов через поверхность раствора, потенциал которой ф С/п = = Лидр + [c.164]

Величины энергии сольватации ионов, рассмотренные в предыдущих параграфах, как и величины энергии сольватации молекул, которые будут рассмотрены в следующей главе, имеют большое значение в теории растворов, так как ими определяются многие их свойства. Данные о химической энергии сольватации вместе с данными об энергии кристаллической решетки соли определяют такое важное свойство электролитов, как растворимость. Химические энергии сольватации ионов и молекул электролита вместе с данными о сродстве иопов диссоциирующих веществ определяют положение равновесия между ионами и молекулами электролита, т. е. константу их диссоциации. Химическая энергия сольватации ионов в значительной степени определяет электродвижущую силу химических элементов. Наконец, химическая энергия сольватации протонов определяет абсолютную кислотность растворов. [c.183]

Изменение энергии Гиббса для реакции Ag l + + V2H2 = H++ l-+Ag составляет AG°p,t = —2,14-10 кДж- моль . Рассчитать стандартную электродвижущую силу системы, в которой протекает эта реакция. [c.47]

Стандартная электродвижущая сила системы с потенциалопределяющей реакцией d2+ + Zп = Zп ++ d равна 0,360 В. Рассчитать изменение энергии Гиббса. Как называются реакции такого типа [c.47]

Константа равновесия реакции 2С12-Ь2Н20 = = Ог + 4С1- + 4Н+ при 298,2 К равна 1,122-105 [55] Вычислить изменение энергии Гиббса в ходе реакции и стандартную электродвижущую силу для элемента, в котором обратимо протекает такая реакция. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология