Гальванические элементы с переносом и без переноса ионов

К гальваническим элементам без переноса ионов относят те, у которых нет жидкостной границы (контакта) и д = 0. К ним относятся концентрационные амальгамные, концентрационные газовые элементы, а также гальванические элементы, составленные нз электродов первого и второго рода. Например, элемент [c.135]

РАБОТА 42, ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ИОННОГО КОЭФФИЦИЕНТА АКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПО Э. Д. С, ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА БЕЗ ПЕРЕНОСА ИОНОВ [c.152]

РАБОТА 43. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОНЦЕНТРАЦИОННОГО ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА БЕЗ ПЕРЕНОСА ИОНОВ (БЕЗ ЖИДКОСТНОГО КОНТАКТА) [c.154]

Задания. I. Определить э. д. с. концентрационного гальванического элемента без переноса ионов. 2. Установить, за счет какого процесса работает элемент, и вычислить изменение изобарно-изо-термического потенциала при протекании процесса. [c.154]

Выполнение работы. 1. Составить концентрационный гальванический элемент без переноса ионов из двух элементов 1 и 2, приготовленных в работе 42 [c.154]

Если че зез гальванический элемент с переносом (IX) пропускать (например, при измерении э.д.с.) слабый электрический ток в каком-либо направлении, то через переходный диффузионный слой будут переноситься положительные и отрицательные ионы в противоположных направлениях. Эти направленные потоки ионов [электрический перенос) накладываются на диффузионный поток электролита. [c.491]

Протекание электрического тока через гальванический элемент или электрохимическую ячейку нарушает состояние равновесия, в результате чего термодинамические условия равновесия более не выполняются. Протекание тока подчиняется кинетическим закономерностям, наблюдающимся, во-первых, при переносе ионов в растворе электролита и, во-вторых, при переносе электрона через границу металл — электролит. [c.327]

Гальванические элементы с переносом и без переноса ионов. [c.135]

Прежде всего необходимо установить, насколько точно отвечает изменение потенциала этого электрода изменению активности иона М+ в растворе. Для этого применяется гальванический элемент без переноса [c.582]

Ме полученные с помощью гальванических элементов с переносом, были аналогичным путем представлены графически как функция от 1/ ме+- Если предположить, что энергии сольватации ионов Ме+ и X равны нулю, когда размеры этих ионов становятся бесконечно большими, то при экстраполяции обе кривые придут к одному значению, а именно + ) при 1/г = 0. Экстраполяция не очень надежна, однако одна из кривых обычно выражает линейную зависимость, что обеспечивает достаточно точное определение искомой величины. [c.165]

Такие гальванические пары, или элементы, называются концентрационными элементами с переносом ионов. Можно составить элементы, которые работают и без переноса ионов. Примером является элемент с водородным и хлорсеребряным электродами, который будет описан ниже. [c.357]

Ме" ", полученные с помощью гальванических элементов с переносом, были аналогичным путем представлены графически как функция от 1// ме+- Если предположить, что энергии сольватации ионов Ме+ и X" равны нулю, когда размеры этих ионов становятся бесконечно большими, то при экстраполяции обе кривые придут к одному значению, а именно при 1/г = 0. Экстраполяция не [c.165]

В гальванических элементах без переноса скачок диффузионного потенциала отсутствует, и в выражение для Е входят средние активности, а не активности отдельных ионов, что позволяет проверять соответствие экспериментальных данных уравнению Нернста в широком интервале концентраций участников электродной реакции. [c.10]

Для устранения трудностей, связанных с учетом диффузионного скачка потенциала в гальванических элементах с переносом, при определении стандартных электродных потенциалов используют гальванические элементы без переноса, в которых в качестве одного из электродов удобно использовать водородный электрод. При расчетах наряду с уравнением (1.18) используют и другие уравнения, учитывающие, в частности, конечный размер ионов (второе приближение теории Дебая — Хюккеля) и зависимость диэлектрической постоянной раствора от концентрации электролита. Определенные для бесконечно разбавленных растворов значения Е° приводятся в таблицах (см. Приложение), и они применимы только для сильно разбавленных растворов. В случае концентрированных растворов, содержащих посторонние электролиты, надо использовать значения Е°, которые найдены непосредственно для изучаемого раствора. [c.13]

Применение гальванического элемента без переноса ограничено необходимостью разделения исследуемой и вспомогательной окислительно-восстановительных систем. Диффузионный потенциал элемента с переносом практически равен нулю, если растворы в обоих полуэлементах незначительно отличаются по составу. Различие это вызвано тем, что во вспомогательном полуэлементе отсутствует исследуемая окислительно-восстановительная система, концентрации обеих форм которой в основном полуэлементе малы. Подобные гальванические элементы можно рассматривать как элементы без переноса. В качестве вспомогательного полуэлемента можно рекомендовать хлорсеребряный электрод, помещенный в раствор того же состава, что и исследуемый, но с небольшими добавками ионов хлора и не содержащий окисленной и восстановленной форм исследуемой системы. [c.54]

Перенос ионов и электронов через пленку окисла представляет собой как бы прохождение электрического тока / через гальванический элемент, в котором окисная пленка играет роль электролита (благодаря переносу ионов) и внешней цепи (благодаря [c.60]

Гальванические элементы. Различают концентрационные и химические гальванические элементы. Концентрационные элементы могут быть с переносом и без переноса вещества. Концентрационный элемент с переносом вещества получают, приводя в соприкосновение два раствора одного и того же электролита с разными концентрациями и помещая в эти растворы одинаковые электроды, обратимые по отношению к одному из ионов электролита. Примером концентрационного элемента такого типа может служить элемент [c.289]

Проведение химической реакции в обратимых условиях дает возможность экспериментально определять термодинамические характеристики токообразующего процесса. Прохождение электрического тока через электрохимическую ячейку сопровождается переносом ионов. Затраченная на это электрическая работа равна произведению перенесенного заряда на разность потенциалов. Если перенесен 1 моль ионов электролита, то электрическая работа А = игР. Если процесс проводится обратимо при постоянных р и Г, то эта работа равна убыли энергии Гиббса токообразующего процесса, а и=Е, где Е — ЭДС гальванического элемента [c.219]

В растворе ток переносят ионы Н+ и С1 , причем вклад каждого из них можно оценить, зная числа переноса. Если гальванический элемент произвел один фарадей электричества, количество ионов водорода в растворе с активностью возросло за счет окисления на аноде на 1 моль. Поскольку t+ фа радея перенесено ионами водорода к катоду, их количество в растворе с активностью уменьшится на t+ моль. [c.232]

Коэффициент активности выражается отношением средней ионной активности к общей моляльной концентрации раствора электролита =а 1т. Активность выражает эффективную концентрацию какого-либо вида ионов. Наиболее точно среднеионный коэффициент активности определяют методом измерения э. д. с. Для этого применяют гальванический элемент без жидкостных границ — элемент без переноса (отсутствует диффузионный потенциал). [c.307]

Дуэрэ [101] использовал стеклянный электрод в гальванических элементах с переносом для определения диффузионного потенциала на границе растворов НС1 с насыщенным КС1. Механизм функционирования стеклянного электрода изучался посредством измерения поверхностного заряда как функции pH для Na - и К -обратимых электродов в присутствии хлоридов Li, Na, К, s и тетраэтиламмония [102]. Не обнаружено никакой корреляции между сродством катиона к поверхности стекла и электродной функцией стеклянной мембраны по отношению к этому катиону. Функция определяется главным образом подвижностью ионов в гелевом слое. [c.301]

Измерение ЭДС гальванических элементов позволяет решать ряд научных и прикладных задач. Некоторые из них уже были описаны. Это определение констант равновесия и изменений термодинамических характеристик токообразуюш,ей реакции (с. 220) коэффициентов активности электролитов (с. 229— 230) чисел переноса (с. 233) величин pH и концентраций ионов мембранных и редокс-потенциалов. [c.245]

Рассмотрим еще гальванический элемент без переноса, в котором мембрана разделяет два произвольных раствора, содержащих два электродноактивных равнозарядных иона, из которых ион А+ будем считать основным, а ион В+ — мещающим [c.528]

Шкала современных рН-метров и иономеров. может быть проградуирована в единицах pH или в единицах рА, где pH = = —IgA, рА = —IgiIA, а А —ионы Na, К, Ag ", NH4, a ", Mg , СГ, N0 , sor и т. д. Для измерений применяются гальванические элементы с переносом, состоящие из индикаторного на ионы А электрода (измерительный электрод) и хлорсереб-, ряного электрода с насыщенным хлоридом калия (сравнительный электрод) [c.564]

В сообщении о результатах тщательного изучения второй ступени диссоциации фосфорной кислоты в воде и в растворах, содержащих 10 и 20 вес. % метанола с помощью гальванического элемента без переноса, составленного из водородного и хлорсеребряного электродов, Эндер, Телчик и Шефер [30] высказали мнение, что активность ионов водорода является общей мерой кислотности. Однако они не предложили способа ее оценки в неводных и смешанных среда . Аналогичного вида гальванический элемент был применен Парксом, Крокфордом и Найтом [31] для определения величины раН цитратных и фосфатных буферных растворов в водно-метанольном растворителе, содержащем 10 и 20 вес. % метанола. Величина раН была определена как отрицательный логарифм активности ионов водорода (молярная шкала). Коэффициент активности ионов водорода принимает значение, равное 1, при бесконечном разбавлении в каждом из смешанных растворителей. Поэтому рйН = —lg( H-si/H) (где коэффициент активности у выражен в шкале молярности с). [c.196]

Если, помимо указанных, не происходит никаких других процессов, то вскоре обмен электронами прекраща- ется, так как вблизи поверхности цинка скапливаются положительно заряженные ионы которые настолько сильно притягивают электроны из цинкового электрода и препятствуют выходу из металла готовых к растворению ионов что процесс ионизации останавливается. То же происходит и в непосредственной близости от поверхности меди. Здесь вследствие осаждения ионов Си отрицательно заряженные сульфат-ионы собираются у поверхности медного электрода, и по истечении короткого времени из-за отталкивания электронов и притягивания ионов меди становится невозможным дальнейшее осаждение ионов Си Если гальванический элемент бездействует, то такое состояние действительно наступает. В ра -тающем же элементе, когда полюса его соединены проводом, условия совсем другие. Вследствие разности потенциалов между полюсами элемента, а также в растворе электролита все время течет электрический ток, причем ток в электролите обусловлен переносом свободно перемещающихся положительных ионов (катионов Си ) в одном направлении и отрицательных ионов (анионов 50 4 — в противоположном. Благодаря этому процесс ионизации атомов или разряда (нейтрализации) ионов может идти непрерывно. Раствор сернокислой меди должен быть отделен от раствора сернокислого цинка, так как в противном случае сернокислая медь будет иметь прямой контакт с цинком — между ними начнется непосредственный обмен электронами, что приведет к прекращению макроскопического тока. Такое разделение, однако, не должно означать электрическую изоляцию, так как в этом случае электрический ток идти не может. Поэтому оба раствора необходимо разделить пористой стенкой, которая препятствует смешению растворов, но позволяет ионам свободно мигрировать сквозь нее. [c.135]

Независимо от того, течет ли через электроды ток от внешенего источника, или этот ток получается в самом гальваническом элементе, механизм переноса тока на граничной поверхности между электродом и раствором изменяется. В металле электрический ток проводят электроны, движущиеся под действием разности потенциалов, а ионы металла при этом остаются фиксированными в кристаллической решетке и только колеблются около положения равновесия. В электролите, напротив, нет свободных электронов, они прочно связаны с атомами или ионами. Следовательно, в растворе электролита электрический ток проводят ионы, движущиеся под действием разности потенциалов. [c.164]

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]

Свейн и Росс использовали оксредметрию для определения кинетических характеристик реакции окисления щавелевой кислоты четырехвалентным церием [7]. Гальванический элемент с переносом, содержащий платиновый и каломельный электроды, был применен Ханом для изучения процесса окисления арсенит-аниона четырехвалентным церием [8]. Эта реакция катализируется ионами иода. Исс.тхедование зависимости э. д. с. элемента от времени при различных начальных концентрациях иода в растворе показало, что скорость реакции является линейной функцией концентрации катализатора. Оксредметрический метод, по мнению автора, дал более удовлетворительные результаты, чем спектрофотометрический. [c.292]

Для определения потенциалов отдельных электродов (см. дг лее) диффузионный потенциал стараются уменьшить. Для этого зг полняют электролитический мостик насыщенным раствором электр( лита с близкими подвижностями ионов (КС1, ЫН4ЫОз). Нитра аммония применяют, если растворы в гальваническом элементе с( держат ионы, образующие труднорастворимые хлориды (Ag РЬ +). В некоторых гальванических элементах диффузионный п( тенциал совершенно отсутствует. Такие элементы называют цепя1У без переноса. Если диффузионный потенциал пренебрежимо ма то уравнение (XII. 7) можно записать в виде [c.134]

По полученным данным мы предполагали сделать некоторые, хотя бы косвенные заключения о виде существования неднссоцинрованных частиц электролита в растворе. В качестве метода исследовапия был избран метод э.д.с. цепей без переноса. На первый взгляд это может показаться странным, так как э.д.с. гальванического элемента без переноса определяется концентрацией и энергетическим состоянием ионов растворенного вещества. Одиако в связи с тем, что последние находятся в равновеспп с молекулярной частью растворенного вещества, из [c.153]

Заметим, что два сами по себе равновесные электрода обра- зуют неравновесную систему — гальванический элемент. Причиной неравновесности является разница плотностей электронов в металлах и, следовательно, стремление их переходить из одного металла в другой во внешней цепи. Если это происходит, то одновременно во внутренней цепи происходит перенос ионов (см. рис. X I.2) до тех пор, пока не создастся единственное при каждой температуре соотношение концентраций (активностей) электролитов в двух растворах, разграниченных мембраной. Это соотношение определяет термодинамическое равновесие всей системы. [c.132]

Гальванический элемент, предназначенный для получения электрической работы, представляет собой замкнутую электрическую цепь. Гальванические элементы могут состоять из электродов, погруженных в один и тот же электролит или в электролиты разной природы. В зависимости от того, имеет ли место перенос ионов через жидкостную фаницу, электрические цепи называют цепями без переноса и с переносом. [c.258]

Протекающая в гальваническом э.лементе окислительно-восстановительная реакция представляет собой сложный процесс. Она включает собственно электрохимические стадии (превращения атомов, ионов или молекул на электродах), перенос электронов, перенос ионов. Все эти стадии сопряжены между собой и протекают с одной и той же скоростью число электронов, которые за единицу времени отдает цинк, равно числу электронов, принимаемых за это же время ионами меди. Поэтому скорость реакции, протекающей в гa.пьвaничe кo элементе, пропорциональна количеству электричества, перенесенного по цепи в единицу времени, т. е. силе тока в цепи. [c.270]

В СССР приняты ГОСТы шкалы pH, например 0,05 М водному раствору кислой калиевой соли фталевой кислоты при 25° С соответствует pH 4,010. Значение pH устанавливают потенциометрическим, копдуктометрическим, колориметрическим и кинетическими методами. Потенциометрический метод основан на измерении э. д. с. гальванического элемента, в котором потенциал одного из электродов зависит от активностн водородных ионов. Чтобы уменьшить влияние природы аниона на активность ионов Н+, конструируют эталонные гальваиическпе элементы без переноса ионов (см. стр. 135). [c.158]

В гальваническом элементе сами по себе равновесные электроды образуют неравновесную систему. Причиной неравнрвесности является разница плотностей электронов в металлах и, следовательно, стремление их переходить от одного металла к другому по внешней цепи. Одновременно во внутренней цепи происходит перенос ионов. Например, если во внешней цепи (рис. 11.2) электроны перемещаются слева направо, то на левом электроде протекает реакция окисления Mi -> +ze , а на правом — реакция восстановления - -ze -> М2. Катионы во внутренней цепи движутся от М к М2. Перенос катионов происходит до тех пор, пока не создается определенное (равновесное) для каждой температуры соотношение концентраций (активностей) электролитов в двух растворах. В качестве примера может служить цинковый элемент Якоби — Даниэля (рис. 11.3). Разомкнутый элемент находится в затормо женном неравновесном состоянии и может пребывать в этом состоянии как угодно длительно. Замыкание электродов металлическим проводником снимает торможение. На Zn-электроде (электрохимически более активном) протекает термодинамически необратимый процесс [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология