Основы электрохимической термодинамики

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ [c.100]

B. Нернст заложил основы электрохимической термодинамики вывел уравнения для электродных потенциалов и ЭДС гальванических элементов ввел понятие электролитическая упругость растворения . [c.571]

В настоящей книге изложены основы электрохимической науки, фундамент которой составляют теория электролитов, электрохимическая термодинамика и кинетика. Пособие написано в соответствии с программой раздела электрохимии в общем курсе физической химии для университетов на основе лекций, которые читаются на химическом факультете Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. [c.3]

В общетеоретическую часть включены вопросы строения вещества, энергетики и кинетики химических реакций, растворов, окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, а также обзор свойств элементов и их соединений. Рассмотрено строение вещества на атомном, молекулярном и надмолекулярном уровне, а также строение кристаллов. Изложены общие закономерности протекания химических реакций, в том числе основы химической термодинамики и химической кинетики. Большое внимание уделено тепловым эффектам и направленности химических реакций, химическому, фазовому и адсорбционному равновесию. Изложены кинетика гомогенных и гетерогенных реакций, цепных и фотохимических реакций и основы катализа. Освещены дисперсные системы, коллоидные и истинные растворы, большое внимание уделено растворам электролитов. Рассмотрены термодинамика и кинетика окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, коррозия и защита металлов. Выполнен обзор свойств химических элементов и их простых соединений, рассмотрены строение и свойства комплексных и органических соединений. [c.3]

В книге изложены основы теоретической электрохимии. На современном уровне и в доступной форме рассмотрены электрохимическая термодинамика и кинетика электродных процессов. [c.2]

При достаточно большом различии в электроотрицательностях компонентов экспериментально можно наблюдать (как и дл5 однофазного сплава) равновесный потенциал по компоненту А, т. е. потенциал равновесия (1.6). Измерения равновесных потенциалов гетерогенных сплавов выполнены на ограниченном числе объектов. Однако даже на основе немногих данных можно сделать вывод об ином характере обратимого взаимодействия компонентов с собственными ионами в растворе электролита, чем это следует из уравнений электрохимической термодинамики. [c.153]

Можно сказать, что книга Дж. Ньюмена имеет спиральную структуру. По ходу изложения автор возвращается к уже обсуждавшимся вопросам, подвергая их более глубокому анализу. Во введении дано сжатое изложение основных явлений, протекающих в электролитической ячейке. Последующие три части посвящены электрохимической термодинамике (часть А), электрохимической кинетике и поверхностным явлениям (часть Б) и процессам переноса (часть В). Они составляют ту электрохимическую основу, на которой строится изложение в части Г, где изучаются распределение тока и массоперенос в различных системах. Индуктивная схема изложения, принятая автором, имеет на наш взгляд некоторые недостатки. Так, вопросы [c.5]

Основы электрохимии будут изложены в первых трех частях книги. Однако представляется целесообразным предварительно познакомить читателя с некоторыми важными понятиями, возникающими при изучении течения жидкостей, диффузии, поверхностных явлений и электрохимической термодинамики. Этой цели служит вводная глава, в которой качественно рассматривается конкретная электрохимическая система. Такой подход облегчает выяснение роли и взаимосвязи различных факторов, характеризующих поведение системы. Кроме того, это дает читателю возможность подойти к излагаемому в дальнейшем материалу с определенной точки зрения, получив некоторые представления о конечной цели и приемах исследования. Поскольку по существу весь материал гл. 1 впоследствии будет повторно рассмотрен более подробно, ссылки на оригинальные работы и дополнительную литературу здесь не приводятся. [c.11]

В книге, являющейся первой частью пособия по курсу физической химии, представлены основы химической термодинамики и ее приложений. Стратегической базой изложенного материала послужил симбиоз классической и статистической термодинамик, позволивший с использованием минимального математического аппарата, но без ущерба для научной и методической строгости, описать многие физико-химические процессы (поверхностные явления, жидкие кристаллы, сольватированный электрон, растворы электролитов, электрохимические системы и др.). [c.2]

Соотношение (58) известно как принцип или правило Томсона. Принцип Томсона был сформулирован еще до разработки термодинамики электрохимических систе.м и служил основой для расчетов э.д.с. по значениям тепловых эффектов (или, наоборот, по известным э.д.с. — теплот реакций). Правило Томсона, однако, весьма приближенно и оправдывается, как это следует из уравне- [c.21]

Таким образом, рассматривая превращение химической энергии токообразующих реакций в электрохимических си-ст( мах в электрическую энергию на основе термодинамики, можно не только установить существующую между ними количественную связь, но и рассчитать величины э. д. с. и электродного потенциала. Вместе с тем термодинамический подход не отражает механизма этого превращения, не объясняет природы и причин возникновения э. д. с. и электродного потенциала. [c.65]

Третье издание практикума существенно отличается от первых двух изданий. Получили значительное развитие работы по молекулярной спектроскопии, а работы по атомным спектрам сокращены — в связи с изменениями учебных планов. В практикум введены новые работы, знакомящие со спектральными методами изучения свойств молекул и определения молекулярных констант веществ, работы по расчету сумм состояния и термодинамических функций на основе непосредственно полученных опытных данных. Студенты знакомятся с применением методов статистической термодинамики для расчета химических равновесий. Существенно изменены работы, связанные с применением термохимических, рентгеноструктурных и некоторых электрохимических методов исследования. [c.4]

Уравнения Гиббса — Гельмгольца и Нернста легли в основу термодинамики электрохимических цепей. Параллельно с развитием теоретических представлений о механизме работы гальванических элементов конструировались различные химические источники тока и налаживалось их промышленное производство. [c.10]

В данной книге не рассматриваются общие свойства растворов и методы определения коэффициентов активности, а излагаются только те особенности растворов электролитов, которые обусловлены присутствием заряженных частиц. Далее, условия электрохимического равновесия выводятся обобщением соотношений химической термодинамики на системы, в которых помимо прочих интенсивных факторов нужно дополнительно учитывать электрическое поле. Наконец, в качестве основы кинетических закономерностей процесса переноса заряженных частиц через границу раздела фаз используются известные уравнения теории активированного комплекса, в которых анализируется физический смысл энергии активации и концентрации реагирующих веществ в специфических условиях электродной реакции. [c.6]

Большой практический и теоретический интерес вызывают электрохимические цепи, в которых растворы электролитов разделены мембраной, проницаемой не для всех присутствующих в растворах ионов. Основы термодинамики явлений, возникающих при наличии в системах полупроницаемых мембран, были заложены Дж. Гиб- [c.151]

Глава 1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ Термодинамика и скорость коррозии [c.6]

Электрохим. термодинамика основана на понятии электрохимического потенциала -термодинамич. ф-ции, характеризующей состояние к.-л. заряженного компонента при определенных внеш. условиях. Оно позволяет рассматривать равновесия на границе раздела электрод - электролит (см. Межфазные скачки потенциала), строение фаницы раздела фаз (см. Двойной электрический слой), связать эдс электрохимических цепей с тепловыми эффектами протекающих на электродах р-ций. Электрохим. измерения - основа одного из лучших методов изучения равновесий р-ций, в к-рых участвуют к-ты, основания и комплексные ионы. [c.237]

Как уже отмечалось выше, в основе методов электрохимического анализа лежат явления или процессы, происходящие на электродах или в приэлектродном пространстве на границе соприкосновения фаз. Теоретически их относят к физической электрохимии, точнее к трем ее областям термодинамике, кинетике электродных процессов и теории процессов переноса. Свойства растворов электролитов, их зависимость от состава, температуры и давления рассматриваются в рамках термодинамики. Она позволяет описывать равновесия реакций и равновесные потенциалы электрохимических систем. С помощью термодинамики удобно также выражать движущие силы в случае необратимых процессов. С кинетикой электродных процессов мы встречаемся при отклонениях от равновесных условий и поверхностных перенапряжениях, необходимых для протекания электродных реакций с заметными скоростями. Не менее важны неравновесности, связанные с процессами переноса в растворах. Это видно на таких примерах, как омические потери в средах с низкой электропроводностью или ограничение скорости переноса вещества к электроду и продуктов реакции от электрода. [c.102]

Наука о коррозии и защите металлов изучает взаимодействие металлов и сплавов на их основе с коррозионно-активной средой, раскрывая механизм этого взаимодействия, его общие закономерности. Являясь процессом химического или электрохимического взаимодействия металла с коррозионной средой, она базируется на материаловедении и физической химии, в первую очередь на таких ее разделах, как термодинамика и кинетика гетерогенных химических и электрохимических процессов. Конечной ее целью является разработка практических мероприятий, обеспечивающих долговечную и надежную работу различного вида технологического оборудования и конструкций в самых разнообразных условиях эксплуатации. [c.4]

Дж. Гиббс также заложил основы термодинамики электрохимических процессов. Он показал, что измерение электродвижущих сил гальванических элементов предоставляет нам уникальную возможность непосредственного экспериментального определения энергии Гиббса, а с помощью ее температурной зависимости — изменений энтропии, энтальпии, теплоемкости и других термодинамических функций процесса, протекающего в этом элементе. [c.317]

В основе излагаемого материала лежат термодинамика, кинетика электродных процессов и теория процессов переноса. Этим вопросам посвяш ены первые три части книги. Ввиду тесной взаимосвязи этих научных дисциплин выбор наилучшей последовательности изложения становится проблематичным. Мы остановились на поочередном изложении каждого предмета, не взирая на необходимость привлечения материала, который рассматривается подробно лишь в дальнейшем. Например, потенциалы электрохимических ячеек в условиях разомкнутой цепи логически и исторически относятся к равновесной термодина- [c.8]

Мы видим, что это равенство совпадает с равенством (15-11), если бы можно было пренебречь разностью электрохимических потенциалов иона хлора в растворах вблизи обоих электродов. Одна лишь термодинамика не позволяет вычислить эту разность, так как в области контакта происходит необратимый процесс диффузии и эту область необходимо рассматривать на основе законов переноса в растворах электролитов. В соответствии с обсуждением, проводимым в следующем разделе, в этой системе при отсутствии тока градиент электрохимического потенциала ионов хлора можно выразить через характеристики соли [c.52]

При ВЫСОКИХ температурах практически полностью исчезает перенапряжение, связанное с затруднениями в электрохимических актах электронных переходов (при ионизации металлов, перезаряде и разряде ионов). Вследствие этого анодный (ионизация металлов) и катодный (восстановление деполяризатора) процессы могут протекать как на одних и тех же, так и на различных участках поверхности корродирующего металла. Какой ИЗ предполагаемых процессов будет лежать в основе коррозии и с какой скоростью будет протекать процесс в данных условиях, можно судить из более детального рассмотрения термодинамики и кинетики соответствующих реакций. [c.187]

Электрохимия относится к тем разделам химической науки, которые на протяжении последних десятилетий развивались особенно быстро и достигли уровня, при котором, подобно химической термодинамике, могут служить надежной основой химической технологии. Уже в настоящее время электрохимические методы широко и плодотворно используют в промышленности. Они лежат в основе таких многотоннажных производств, как получение хлора и каустической соды, кислородных соединений хлора, марганца, хрома, надсерной кислоты, элементного фтора, некоторых органических и металлоорганических соединений. Эти методы составляют основу технологии получения многих металлов, включая алюминий, магний, медь, цинк, свинец, бериллий, титан. С их помощью наносят защитные декоративные металлические покрытия на изделия мащиностроения и приборостроения. [c.5]

Физическая химия в самом начале XIX в. переживала подготовительный период — накопление экспериментального и теоретического материала. Были изучены, в частности, процессы электролиза установлены основные законы термохимии и термодинамики в связи с развитием кинетической теории материи установлены законы химического равновесия и скоростей химического процесса подробно исследованы некоторые электрохимические процессы возникла химическая термодинамика были установлены основные законы для растворов и получили развитие другие области исследований, связанных с познанием закономерностей химического процесса. Весь накопленный в течение почти всего столетия теоретический н экспериментальный материал, относящийся к различным сторонам учения о химических процессах, был объединен воедино в 80-х годах XIX в. и вошел в состав выделившейся из общего русла химии физической химии. Одновременно на основе ряда экспериментальных исследований возникла коллоидная химия. [c.11]

Оксредметрия в своих теоретических основах опирается на соответствующие разделы термодинамики, учения о растворах и электрохимической кинетики. Термодинамический аспект и применение оксредметрии для изучения основных взаимодействий в растворах полно и последовательно изложены в [12]. Однако возможности и ограничения потенциометрических измерений в связи с электрохимическими особенностями редокс-систем, метрологические основы измерений, трудности интерпретации результатов измерений в конкретных средах или процессах не получили такого же полного освещения в имеющейся советской и зарубежной литературе. В то же время от правильного понимания этих вопросов во многом зависит перспектива дальнейшего прогресса оксредметрии. После того, как были сформулированы основы оксредметрии (т. е. после 1950 г.), значительные успехи были достигнуты в целом ряде научных направлений, имеющих непосредственное отношение к более глубокому пониманию существа измерений, к развитию теории метода. Здесь следует отметить следующее. [c.5]

Электрохимия является разделом физической химии, в котором изучаются закономерности, связанные с взаимным превращением химической энергии в электрическую и наоборот. Электрохимия изучает термодинамику и кинетику электродных процессов и свойства растворов электролитов. Закономерности электрохимии — теоретическая основа для разработки многих технологических процессов получения электролизом хлора, солей и щелочей, получения и очистки цветных и редких металлов, электросинтеза органических соединений, гальванотехники, создания химических источников тока. Электрохимия имеет большое значение для понимания механизма и кинетики электрохимической коррозии и выбора мер борьбы с коррозией металлов в электролитах.В науке и технике широко распространены электрохимические методы исследования и контроля производственных процессов полярография, кондуктометрия, электроанализ, электрохимическое измерение поляризации и др. [c.132]

Во втором разделе книги — Электрохимическая термодинамика и кинетика — описаны основы электрохимической термодинамики, строение двойного электрического слоя и основные закономерности электрохимической кинетики. Рассмотрены также мембранное равновесие, вопросы биоэлектрохимии и некоторые прикладные аспекты электрохимии. Уделяется внимание современным тенденциям развития теоретической электрохимии и методам изучения электрохимических явлений [c.2]

Рассматриваются основные вопросы аналитической химии — протолитические и редоксиравновесия, равновесия комплексообразования, равновесия между твердой и жидкой фазами. Излагаются основы химической термодинамики и кинетики. Разбираются химические, электрохимические и фотометрические методы определения веществ, точность определений в количественном анализе, маскирование и методы разделения Во 2-е издание (1-е— 1980 г.) включены электродные равновесия и процессы и фотометрия. [c.2]

Взаимосвязь между кинетикой электродных процессов и прикладной электрохимией можно наиболее наглядно показать на примере электролиза воды. Составим электрохимическую ячейку, использовав раствор серной кислоты, ртутный катод и платиновый анод. При пропускании тока через эту систему происходит выделение водорода на ртути и кислорода на платине. Минимальную разность потенциалов, необходимую для осуществления такого процесса, легко подсчитать, изучив химическую реакцию 2На+02- - 2НзО при различных температурах. Затем на основе термодинамических соотношений можно сделать вывод, что эта реакция должна протекать при разности потенциалов на электродах 1,23 В. Однако при этой разности потенциалов для накопления 1 см водорода с 1 см поверхности электрода потребовалось бы вести электролиз почти полмиллиона лет. Термодинамика, давая ответ на вопрос о принципиальной возможности того или иного процесса, не позволяет рассчитать его скорость. В рассмотренных условиях скорость электродной реакции оказывается настолько малой, что реакция практически не идет. Если увеличить разность потенциалов до 3,5 В, то выделение водорода происходит с видимой скоростью, однако к. п, д. =(1,23/3,5)100 =35%, Остальные 65% электроэнергии превращаются в теплоту. Чтобы повысить к. п. д., необходимо увеличить скорость электродных процессов. Если вместо ртутного электрода в качестве катода использовать специальным образом обработанный платиновый, то удается увеличить скорость выделения водорода в 1 млрд. раз. [c.13]

Один из основоположников термодинамики. Предложил (1873) графические модели описания термодинамических свойств вещества. Разработал (1875—1878) теорию термодинамических потенциалов. Изучил (1875) условия равновесия гетерогенных систем. Вывел (1875—1878) правило фаз, согласно которому в равновесной гетеро-1 гнной системе число фаз не может превышать числа компонентов системы, увеличенного на два. Предложил (1878) графическое изображение состояния трехкомпонентной системы (треугольник Гиб-бса). Заложил основы термодинамики поверхностных явлений и электрохимических процессов ввел понятие адсорбции. Дал [c.140]

В соответствии со сказанным настоящая книга разделена на три части — три главы, которые посвящены соответственно теории электрохимических цепей переменного тока, технике измерения электрохимического импеданса и обработке результатов измерений. При подготовке книги авторы отказались от исторического принципа изложения материала и не преследовали цели дать полный обзор опубликованных по затронутым вопросам работ. Задача книги — последовательное изложение современного состояния электрохимии переменного тока. Разумеется, это изложение отражает позицию авторов по затрагиваемым вопросам. Это относится как к существу и способу изложения, так и к отбору материала. В книге систематически используется широко известный в электротехнике метод математического описания гармонических функций — метод комплексных амплитуд. Физическую основу изложения составляют представления термодинамики неравновесных процессов, в особенности соотношения Онза-гера. Кроме того, на протяжении всей первой главы проводится сопоставление импеданспых и термодинамических параметров, что позволяет в принципе ориентироваться па комплексное изучение электрохимических процессов с использованием обоих методов. Наконец, при анализе свойств сложных электрохимических систем широко используется метод эквивалентного многополюсника [37]. Материалы второй главы посвящены наиболее современным измерительным схемам, нашедшим широкое применение для электрохимических исследований. Третья глава содержит изложение методов обработки экспериментальных данных по импедансу применительно к содержанию первой главы. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология