Типы электрохимический цепей

ТИПЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ [c.193]

Типы электрохимических цепей [c.432]

Рассмотренными типами цепей не исчерпывается все многообразие электрохимических систем. Так, ионоселективные электроды представляют собой особый случай электрохимических цепей, включающих в себя мембраны (гп) [c.207]

Предлагается несколько электрохимических цепей. Следует установить тип каждой цепи, написать суммарную токообразующую реакцию, рассчитать величину э. д. с. Е. [c.93]

Исходя из этих представлений, В. Оствальд предложил рассматривать скачки потенциала на границах металл — раствор (т. е. фактически гальвани-потенциалы Л ф) в качестве абсолютных электродных потенциалов. Ошибочность такого решения проблемы электродного потенциала состояла в том, что на самом деле электрохимическая цепь, построенная из двух различных металлов, содержит три, а не два гальвани-потенциала, поскольку АЙ Ф О. Следовательно, э. д. с. таких цепей нельзя получить из разности двух гальвани-потенциалов А ф. Даже для ограниченного числа цепей типа [c.114]

Итак, свойства растворов электролитов как в равновесных, так и в неравновесных условиях определяются двумя типами взаимодействий ион-дипольным и ион-ионным. В свою очередь, как было показано выше, свойства растворов электролитов тесным образом связаны разностью потенциалов Е на концах правильно разомкнутых электрохимических цепей. При этом в случае цепей без переноса на величину Е влияют только равновесные свойства растворов электролитов (с их средней активностью), а в случае цепей с переносом на Е влияют также неравновесные свойства диффузия и миграция ионов. [c.90]

При измерениях электродных потенциалов обычно имеют дело не с электродной системой типа М + М, а с системой M +lM Mi где Mi — металл, из которого сделан провод, соединяющий электрод с измерительным устройством. В правильно разомкнутом элементе за э. д. с. элемента принимается разность внешних потенциалов между двумя одинаковыми конечными проводниками (металлами). Эта разность потенциалов не изменится, если к каждому концу элемента подключить какой-нибудь иной металл, например медь, или если между медью и электродом включить любые металлические проводники. Поэтому следующие электрохимические цепи вполне эквивалентны друг другу и цепи (XIV) [c.502]

В гальванических элементах могут реализоваться два принципиально различных типа электрохимических редокс-взаимодействий. В первом случае сами электроды участвуют в окислительно-восстановительной реакции, как, например, в элементе Даниэля—Якоби. Гальванические цепи такого типа можно назвать редокс-цепями с расходуемыми или активными электродами. Во втором случае вещество электродов инертно по отношению к реакции, протекающей в растворе. Рассмотрим элемент, схема которого приведена на рис. 84. В отличие от элемента Даниэля—Якоби здесь электроды не участвуют во взаимодействии, а являются лишь передатчиками электронов между ионами, находящимися в растворах. Левый полуэлемент представляет собой раствор, состоящий из смеси солей и Sn , в который погружен платиновый электрод. На поверхности электрода устанавливается равновесие Sn + 2е" Sn , которое и определяет потенциал [c.179]

Следует различать три основные типа электрохимических систем, которые часто называются электрохимическими цепями. [c.182]

К третьему типу электрохимических систем относятся системы, в которых образующие их два электрода могут отличаться по химическим и физическим свойствам. В этом случае э. д. с. системы выражается общим уравнением (317). Такого рода электрические системы называются химическими цепями. В химических цепях источником электрической энергии являются протекающие в них химические реакции. [c.183]

Природа и число отдельных скачков потенциала, входящих в электрохимические системы, могут служить основой для классификации последних. Следует заметить, что обе классификации по природе процесса и форме уравнения для э. д. с. и по числу скачков потенциалов, образующих э. д. с., приводят примерно к одному и тому же распределению электрохимических цепей между отдельными типами. Так, сложные химические цепи включают в себя наибольшее число отдельных скачков потенциала, в то время как э. д. с. концентрационной газовой цепи слагается лишь из двух нернстовских потенциалов. [c.205]

Учитывая природу электродной реакции, можно классифицировать не только различные типы электродов, но и их возможные комбинации. Различают три основных типа электрохимических систем, часто называемых электрохимическими цепями. [c.175]

Другой вариант использования метода э. д. с. для исследования термодинамических свойств твердых растворов заключался в применении электрохимической цепи типа с твердым электролитом. [c.93]

В теории электрохимических цепей переменного тока ставится задача определения импеданса системы, включающей границу электрод—электролит. При этом делаются те или иные предположения о свойствах этой границы и о составе электролита. В дальнейшем всюду будет предполагаться, что электролит содержит два типа ионов — индифферентные ионы фона, участвующие в переносе тока через объем электролита и определяющие его объемное сопротивление, но не принимающие участия в электрохимиче- Гст х реакциях, проходящих на границе электрод—электролит, активные ионы (или молекулы), участвующие в электрохимиче- их реакциях. Предполагается, что концентрация активных ча- с тиц мала по сравнению с концентрацией индифферентных ионов, г 1К что их участием в переносе электрического тока через электроплит можно пренебречь. [c.17]

Таким образом, при протекании электрохимических реакций потребляются или освобождаются электроны. Но так как в электрохимической системе в целом не происходит связывания или генерации электронов, то, следовательно, в ней должно протекать в эквивалентных количествах два типа электрохимических превращений, в результате оДного из которых освобождаются электроны (окисление), а другого — присоединяются (восстановление). Оба типа реакций могут протекать пространственно раздельно или на общей поверхности. Если реакции пространственно отделены друг от друга, то освобождающиеся в результате окисления электроны поступают в зону восстановления через внешнюю цепь. [c.5]

В расплавленных электролитах возможно создание тех же типов гальванических цепей, как и в водных растворах. Последовательность разряда ионов при электролизе расплавов сохраняет зависимость, сходную с таковой для водных растворов. Из-за отсутствия воды процессы при электролизе расплавов протекают гораздо проще. Однако электролиз расплавленных соединений сопровождается рядом специфических явлений. Причиной их является высокая температура процесса, которая вызывает резкое возрастание скорости химических реакций. Электролит и продукты электролиза могут реагировать между собой и с.воздухом, а также с материалами электродов и электролизера. Возникающие при этом новые соединения и имеющиеся в солях примеси также увеличивают количество возможных химических и электрохимических реакций. [c.226]

Электрохимические цепи с диффузионными потенциалами, на величину э. д. с. которых влияют числа переноса, называются цепями с переносом. Наличие диффузионных потенциалов, точно рассчитать которые в общем случае невозможно и для точного расчета которых даже в более простых частных случаях необходимо знать числа переноса как функции концентрации, затрудняет использование концентрационных цепей типа (а) (стр. 530) для расчета активностей растворенных солей. Поэтому очень важно осуществлять концентрационные цепи без диффузионных потенциалов, т. е. цепи без переноса [типа (б)]. [c.536]

Начнем с реакций между простыми веществами с образованием бинарных продуктов, например сплавов. Равновесные условия образования сплавов в системах Ni—Pt и Ni—Pd были определены путем изучения обратимых электрохимических цепей типа [c.52]

Ошибочность анодных испытаний. Можно вызвать очень быструю коррозию металлического образца, сделав его анодом в электрохимической цепи с извне приложенной э. д. с. Многие типы коррозии рассматриваются как электрохимические явления, и поэтому электрохимическое испыта-ние такого рода рассматривалось одно время, как имеющее солидную научную основу. Однако элементарное рассмотрение показывает, что это совсем не так. Испытываемые материалы являются анодами в некотором растворе и к ним прилагается один и тот же, получаемый от внешнего источника, ток время продолжительности действия тока для каждого материала одно и то же. При таких условиях можно предсказать на основании закона Фарадея, если только образцы не становятся пассивными, что коррозия будет приблизительно пропорциональна эквивалентному весу каждого металла. [c.806]

В химических цепях источником электрической энергии является свободная энергия химической реакции, протекающей в электрохимической системе. Уже рассмотренная цепь типа (П) обобщает свойства химических цепей без переноса. Один из электродов таких цепей должен быть обратимым по катиону, а другой — по аниону. Следующие примеры иллюстрируют различные комбинации электродов при построении таких цепей амальгамный электрод — электрод 2-го рода [c.127]

На основе законов Фарадея разработаны методы весового электроанализа и к у л о н о м е т р и и. Весовой электроанализ состоит в выделении на электроде определяемого компонента в виде продукта известного состава (металлического осадка, оксида, соли и т. п.) и последующей регистрации изменения массы электрода. При кулонометрии содержание вещества определяют по количеству электричества, затраченному на его электрохимическое превращение в другой продукт. В зависимости от состава анализируемого раствора или расплава электроанализ и кулонометрию проводят в гальваностатическом (при постоянном токе) или в потенциостатическом (при постоянном потенциале) режимах. Окончанию процесса в гальваностатических условиях отвечает резкое изменение потенциала электрода. В потенциостатических условиях окончанию электрохимического процесса с участием определяемого вещества отвечает падение до нуля тока в цепи. Электроанализ или кулонометрия в потенциостатическом режиме (при контролируемом потенциале) удобны, если система содержит несколько компонентов, способных участвовать в электродном процессе, например несколько типов металлических ионов, которые могут быть выделены на электроде в виде металла. Предварительно устанавливают потенциалы разряда ионов, а затем последовательно выделяют ионы, начиная с наиболее легко восстанавливаемых. [c.278]

На поверхности контакта двух проводящих фаз электрохимической системы (различной химической природы, агрегатного состояния и типа проводимости) наблюдаются скачки потенциала. Сумма скачков потенциала на всех границах раздела фаз равновесной электрохимической системы называется электродвижущей силой (ЭДС) элемента или цепи. Она может быть непосредственно измерена как разность потенциалов фаз, находящихся на концах цепи. Для электрохимических систем характерны три основные типа скачков потенциала скачки потенциала металл — раствор, раствор — раствор и металл — металл. [c.280]

В кулонометрическом анализе могут быть использованы различные типы кулонометров, основанные на измерении количества Продуктов электрохимических реакций или на непосредственном интегрировании тока. И в том и в другом случае эти приборы должны находиться в цепи электролиза и быть последовательно присоединенными к ячейке с испытуемым раствором. Так как в любой части цепи величина тока одна и та же, через эти приборы в единицу времени протекает такой же ток, как и через анализируемый раствор, следовательно, одно и то же количество электричества. [c.211]

Электродный потенциал - один из основных электрохимичесз-ких параметров, измерение которого составляет суть метода потенциометрии, - был предметом многочисленных исследований. Впервые в 1889 г. В. Нернст вывел термодинамическую зависимость э.д.с. от концентрации ионов в растворе. В настоящее время под термином "электродный потенциал" понимают э.д.с. электрохимической цепи ( ), составленной из стандартного водородного электрода и электрода, представляющего любую другую окислительно-восстановительную полуреакцию. Таким образом, данная формулировка включает два основных типа электродов электроды, функционирующие на основе а) электронного и б) электронно-ионного равновесия, иными словами, электроды, обладающие электронной и смешанной (электронноионной) проводимостью. Однако необходимо принять также во внимание третий тип, а именно электроды, перенос зарядов в которых осуществляется за счет ионов, т.е. электроды с ионной проводимостью. По этому принципу функционируют так называемые мембранные электроды, которые рассматриваются в разделе "Ионометрия". [c.20]

Гальванические элементы и электролитические ячейки. Существует два типа электрохимических элементов. Гальванический элемент является электрохимическим элементом, в котором в результате самопроизвольно протекающих электродных реакций выделяется электрическая энергия. Так, разряд свинцово-го аккумулятора, описанного выше, является примером самопроизвольното процесса, обусловливающего поток электронов во внешней цепи, т. е. процесса, выделяющего полезную электрическую энергию. Три или шесть свинцовых аккумуляторных элементов, соединенных последовательно, составляют свинцовую аккумуляторную батарею на 6 или 12 В, которую используют в системе зажигания автомобиля. [c.268]

В принципе можно истолковать электродные реакции приведенного выше типа с помощью химических потенциалов аналогично тому, как это делалось по отношению к химическим реакциям. Надо только принять электроны за химический компонент системы и приписать им химический потенциал Кроме того, следует признать, что величины и fX2n2+> которые относятся к электрически заряженным частицам, зависят от электрического состояния (электрического потенциала) металла и раствора. Для того чтобы подчеркнуть это обстоятельство, часто пользуются термином электрохимический потенциал. Электродная реакция может быть приведена в равновесное состояние соответствующим подбором величины разности электрических потенциалов между двумя фазами. Подробное изучение отдельных электродных реакций является делом большой трудности, так как невозможно определить точно понятие разности потенциалов между двумя фазами, одна из которых совершенно не содержит свободньпх электронов. Поэтому полезнее заниматься термодинамикой полной гальванической (электрохимической) цепи. [c.158]

Аккумуляторы (вторичные химические источники тока) [16]. Если через электрохимическую цепь пропускается электрический ток, то он вызывает электрохимические изменения и электрическая энергия превращается в химическую. Если протекающие в элементе процессы обратимы, то, удаляя источник тока и соединяя электроды элемента проводником, можно обнаружить, что по проводнику будет итти ток, и получить электрическую энергию за счет накопленной химической энергии. Подобное устройство представляет собой вид аккумулятора или вторичного элемента . При заряжении аккумулятора электричеством в нем протекают определенные процессы, которые при разряде протекают в обратном направлении. Теоретически любой обратимый электрод должен быть способен аккумулировать электрическую энергию, но для практических целей большинство из них непригодно вследствие малой электрической емкости, неполной обратимости физических состояний содержащихся в них веществ, химических или других изменений, протекающих при хранении, и т. д. До настоящего времени лишь два типа аккумуляторов получили более или менее широкое применение, и поскольку оба они представляют собой окислительно-восстановительные системы (в широком смысле этих слов), теория их может быть рассмотрена здесь. [c.402]

Рассмотрим электрохимическую цепь, на основе которой построены жидкофазные электроды, селективные к различным органическим анионам, образующим натриевые соли, т. е. к широко распространенным анионным детергентам. Соль типа А С , где А - анион с длинной углеводородной цепью, а — органический катион, практически нерастворима в воде, однако легко растворима в органических растворителях, например в нитробензоле. В разработанных Гавачем и Бертраном [c.143]

В указанного типа электрохимической системе не всегда удается достаточно полно элиминировать скачок потенцнала на границе двух жидких фаз. Поэтому удобнее воспользоваться двумя оди-наковымп электрохимическими системами с химическими реакциями, в одной нз которых активность электролита равна ai, а в другой — U2, и включить их в измерительную цепь напротив друг другу такпм образом, чтобы слева находилась система с большим напряжением [c.197]

В электрохимических преобразователях на основе фазовых переходов на электродах используют процессы катодного осаждения и анодного растворения металлов (меди, серебра и др.) на инертных электродах или электродах из того же металла процессы восстановления или образования пленок солей или окислов (Ag l-f ё -> Ag+ l- d (0Н)2+ +2e->- d- -20H и др.) процессы выделения и ионизации водорода и др. Приведем некоторые примеры хемотронов данного типа. В качестве электрохимических счетчиков машинного времени используют малогабаритные кулонометры. Трубку из прозрачного материала заполняют двумя столбиками ртути, разделенными столбиком электролита. С обоих концов трубку герметично закрывают. Прибор включают в цепь питания контролируемого оборудования так, чтобы через [c.224]

С ростом длины цепи органической молекулы разрыв по С—С-связям происходит в меньшей мере и степень дегидрирования падает. Так, если в растворах этана и пропана на фоне 1 н. H2SO4 при 80—90°С на Pt-электроде в значительных количествах присутствуют частицы типа I, то в случае м-гексана уже почти все хемосорбированное вещество является трудноокисляемым и удаляется с поверхности гидрированием. Предполагая, что хемосорбцию гексана приближенно можно описать реакцией eHt -i-- (СбН14 х)адс+- Надс, ИЗ электрохимических данных можно оценить среднее число х = 2 5, что указывает на относительно небольшую степень дегидрирования молекул w-гексана. [c.103]

По классификации, введенной Фарадеем, различают два типа проводников — ир0в0(3ны/сы первого и второго рода. Электрическую проводимость в проводниках 1-го рода (металлы, полупроводники) обеспечивают электроны, а в проводниках 2-го рода (растворы электролитов, расплавы, твердые электролиты, ионизированные газы)—ионы. Если электрическая цепь включает, по крайней мере, один проводник 2-го рода, то прохождение постоянного электрического тока — I = ад/сИ ( —время) — по этой цепи сопровождается электрохимическими реакциями на обоих проводниках 1-го рода, находящихся в контакте с проводником 2-го рода. Анодом будем называть проводник 1-го рода, на котором протекает электрохимическая реакция окисления, а сам проводник несет избыточный положительный заряд по отношению ко второму проводнику 1-го рода. Последний будем называть катодом-, на нем протекает электрохимическая реакция восстановления. [c.444]

Теперь мы можем понять, как действует переход на границе полупроводник — жидкость. Когда полупроводниковый электрод погружен в содержащий окислительно-восстановительную пару (редокс-пару) раствор, химические потенциалы электрода и раствора должны быть одинаковыми, если не приложена внешняя сила. Тогда зоны в полупроводнике искривляются так, чтобы привести в соответствие уровень Ферми и окислительновосстановительный потенциал (редокс-потенциал). Направление искривления зависит от конкретной системы, но для материалов л- и р-типов искривление обычно происходит в направлении, показанном на рис. 8.19, а и в. Освещение поверхности электрода может приводить к переводу электронов из валентной зоны в зону проводимости. Градиенты поля на границе раздела электрод — жидкость будут способствовать, как и в случае твердотельного полупроводникового перехода, разделению вновь образующихся электронов и дырок. В случае направленного вверх изгиба, как на рис. 8.19, а, электроны движутся в глубь полупроводника, а дырки покидают поверхность раздела и уходят в раствор для окисления редокс-пары. Если затем внешней цепью соединяются полупроводниковый электрод и лротйвоэлектрод, также погруженный в раствор, то электроны будут течь от полупроводникового к противоэлектроду (восстанавливая ионы в растворе вблизи него). Таким образом, полупроводниковый электрод становится фотоанодом (рис. 8.19,6). Вследствие электрохимического потенциала /р, возникающего благодаря вентильному фотоэффекту, потенциал Ферми и редокс-потенциал становятся разделенными барьером 11 . На рис. 8.19, г показана аналогичная энергетическая диаграмма для поглощения света материалом р-типа, из которого электроны уходят в раствор, восстанавливая редокс-пару. В этом случае полупроводниковый электрод является фотокатодом. [c.277]