Электрический ток в гальванической цепи. Электроды

При измерении потенциала изучаемого электрода, например медного, медную пластину (с отходящим от нее проводником) опускают в раствор, содержащий ионы Си + с концентрацией (активностью) 1 моль/л, и эту систему соединяют электролитическим мостиком со стандартным водородным электродом. Электролитический мостик — это П-образная стеклянная трубка, заполненная проводящим электрический ток. раствором—обычно насыщенным раствором КС1. Полученное устройство называется гальванической цепью, или гальваническим элементом. [c.325]

Работа электрического тока равна произведению числа молей перенесенных электронов п, постоянной Фарадея Р = =96 484 Кл/моль и напряжения в электрической цепи. Так как электродный потенциал — это ЭДС гальванической цепи с водородным электродом, то работу электродной реакции можно рассчитать относительно работы реакции стандартного водородного электрода [c.331]

Возникновение тока в гальванических цепях. Скачки потенциалов возникают и принимают равновесные значения через очень короткий промежуток времени после соприкосновения различных проводников до замыкания цепи. При замыкании цепи электроны от более отрицательного электрода потекут по соединительному проводу к электроду, обладающему более положительным потенциалом. Как только количество электронов на первом электроде начнет уменьшаться, нарушится равновесие в двойном электрическом слое и катионы с первого электрода станут переходить в раствор. Электроны, подойдя ко второму электроду, образуют с его катионами нейтральные атомы. Это нарушит равновесие двойного электрического слоя у второго электрода и катионы из раствора сейчас же начнут переходить на второй электрод. Таким образом, происходит непрерывное растворение одного электрода и выделение металла на другом электроде одновременно во внешней цепи текут электроны и гальванический элемент непрерывно дает ток. [c.289]

Чтобы понять механизм переноса вещества к поверхности электрода, вернемся к гальванической цепи, через которую проходит электрический ток, но на этот раз с точки зрения изменения концентрации растворенных веществ. До включения тока концентрация вещества одинакова во всех точках раствора, и между электродами и раствором имеются некоторые скачки потенциала, которые называются равновесными и выражаются уравнением Нернста (стр. 18). После включения тока ионы или молекулы одного вида превращаются в ионы или молекулы другого вида. Концентрация растворенных веществ вблизи электрода изменяется и начинается ее выравнивание. Этот процесс носит название диффузии. Он имеет необычайно широкое распространение в природе и технике. Читатель сталкивается с ним на каждом шагу в своей повседневной жиз- [c.50]

Устройство, содержащее два электрода и электролит, в котором самопроизвольно протекает химическая реакция, в результате чего генерируется электрический ток (когда электроды замкнуты через внешнюю цепь), называется гальваническим элементом. [c.119]

Химические и концентрационные элементы. Химический источник тока, или гальванический элемент, состоит в основном из двух электродов, которые сочетаются таким образом, что при соединении их посредством какого-нибудь проводника, например металлической проволоки, в получившейся цепи возникает электрический ток. Каждый электрод состоит из соприкасающихся друг с другом электронного и ионного проводников (ср. стр. 17). На границе раздела между этими двумя фазами имеется разность потенциалов, называемая электродным потенциалом ъля электродным скачком потенциала. Если в элементе нет никаких других разностей потенциалов, то его э. д. с. принимается равной алгебраической сумме обои электродных потенциалов. Когда элемент работает, на каждом электроде происходит электрохимическая реакция энергия этих реакций является источником электрической энергии цепи. Во многих элементах происходит суммарное химическое превращение, которое можно определить, если учесть все процессы, идущие в этих цепях такие элементы называют химическими элементами в отличие от элементов, в которых суммарная химическая реакция не происходит. В элементах последнего типа реакция, идущая на одном из электродов, прямо противоположна реакции, которая идет на другом. Темпе менее из-за [c.256]

Из рис. 144 видно, что как только гальванический элемент начнет работать и в цепи его появится электрический ток, потенциалы электродов сблизятся и, следовательно, э. д. с. элемента уменьшится. Действительно, теперь Е = ф — ф и < Емакс-Соответственно уменьшится и величина работы, совершаемой элементом, так как при одинаковом количестве электричества zF (при одинаковом количестве вещества, прореагировавшего на электродах) работа определяется величиной э. д. с. Уменьшение э. . с., наблюдаемое при работе гальванического элемента, может быть названо поляризацией его. [c.556]

Электродвижущая сила электрической цепи, как известно, определяется разностью потенциалов или, что то же, напряжением между полюсами (в случае электролитов—между электродами). Следовательно, если между электродами и раствором электролита возникают потенциалы Е и Е , то электродвижущая сила (э. д. с.) гальванической цепи без учета диффузионного потенциала (см. ниже), будет равна [c.354]

Значительная часть наших сведений о строении двойного электрического слоя на границе металл/раствор и множество различных работ по измерению скачков потенциала в гальванических цепях была получена при помощи капиллярного электрометра на ртутных электродах. Ранее считали, основываясь на работах с очень разбавленными амальгамами, что природа электрода слабо влияет на э. к. м. Фрумкин и Городецкая [57] убедительно опровергли эти представления путем простого наблюдения сдвига 1 э.к.м. ртути при добавлении к ней различных количеств таллия (вплоть до 41%). В некоторых более новых работах это было показано на амальгамах меди [58], а также и на других амальгамах [59, 60]. Образование амальгамы является, очевидно, причиной появления на некоторы х электрокапиллярных кривых двух максимумов [61, 62]. [c.206]

Принцип работы ион-селективного электрода, устройство которого показано на рис. 1, основан на измерении ЭДС соответствующих гальванических цепей. Несмотря на сравнительно большое электрическое сопротивление известных в настоящее время ион-селективных электродов, выпускаемое нромышленностью стандартное потенциометрическое оборудование позволяет достаточно точно измерять величины мембранных потенциалов. По мере совершенствования электродов точность их измерения без особого труда может быть значительно повышена, так как измерение электрических величин является одной из наиболее освоенных областей приборостроения. [c.136]

Последовательное расположение металлов по значению их стандартных потенциалов называется электрохимическим рядом напряжений. Более отрицательные значения потенциалов соответствуют большей способности металлов вступать в химические реакции. Чем дальше один от другого в ряду напряжений расположены металлы, тем большую ЭДС можно от них получить. При замыкании внешней цепи электродов возникает электрический ток. На этом основан принцип действия химических источников электрической энергии — гальванических элементов. [c.13]

Гальванический элемент или гальваническая цепь — это устройство, с помощью которого химическая энергия преобразуется в электрическую. В случае так называемых термодинамически обратимых гальванических цепей в условиях электрохимического равновесия происходит полное превращение свободной химической энергии ОВ реакции в электрическую энергию. Если специально не будет оговорено, то ниже будут рассматриваться именно такие обратимые гальванические цепи и соответствующие им обратимые ОВ реакции, обратимые полуреакции, обратимая э. д. с., обратимые электроды и обратимые ОВ потенциалы, хотя слово обратимые будет опущено. [c.6]

Возникновение гальванической цепи с обратным знаком носит название электрической поляризации. Величина э.д.с. поляризации Еп зависит главным образом от изменения при электролизе состояния поверхности электродов. Например, в случае электролиза раствора НС1 с платиновыми электродами (первоначально [c.236]

Возникновение гальванической цепи с обратным знаком носит название электрической поляризации. Величина э. д. с. поляризации зависит главным образом от изменения при электролизе состояния поверхности электродов. Например, в случае электролиза раствора НС1 с платиновыми электродами (первоначально совершенно одинаковыми) образуется хлорно-водородная цепь (рис. 74), э. д. с. поляризации которой равна разность потенциалов хлорного и водородного электродов. [c.226]

Электродвижущая сила. В физико-химическом анализе применяется измерение электродвижущей силы, возникающей в гальванических цепях. Отличительной особенностью гальванических ценей является протекание окислительных и восстановительных процессов на двух электродах, пространственно отделенных друг от друга. Вследствие раздельного проте сания окислительно-восстановительных реакций электроды приобретают разные электрические потенциалы. Электродвижущая си.ла цепей при проведении процессов в условиях обратимости равна разности электродных потенциалов. ЭДС численно измеряется в вольтах. С термодинамическим потенциалом она связана соотношением AZ = пРЕ, где п — заряд ионов Р — число Фарадея Е — ЭДС. [c.25]

Разность электрических потенциалов Е двух электродов, находящихся в равновесии с контактирующими между собой растворами, называется электродвижущей силой (э. д. с.), а вся система в целом называется гальванической цепью. Следует обратить внимание на то, что все величины в правой части уравнения (2.21) могут быть определены экспериментально. Величины, требующие введения специальных допущений, как, например, внутренние электрические потенциалы отдельных фаз, здесь отсутствуют. [c.107]

Концентрационная цепь. Можно получить электрическую энергию от элемента, оба электрода которого состоят из одного и того же металла, погруженного в растворы его ионов различной концентрации. Такие элементы получили название Концентрационных. Примером может служить элемент, составленный из цинковых электродов, погруженных в раствор цинкового купороса различной концентрации (рис. 44). Схема такой гальванической цепи следующая [c.190]

Химическая окислительно-восстановительная реакция вызывает возникновение э.д.с. и появление электрического тока между электродами гальванической цепи [c.216]

Гальванические цепи, в которых источником электрической энергии является происходящий на электродах химический окислительно-восстановительный процесс, называются химическими цепями. Разобранный в предыдущем параграфе элемент Якоби относится к группе химических цепей. [c.113]

Электродвижущей силой гальванического элемента Аё (вольт) называют предельное значение разности электрических потенциалов его электродов Аё = <р - <р при токе, стремящемся к нулю. В этом выражении и — электрические потенциалы правого и левого электродов, у которых протекают окислительно-восстановительные полуреакции. Значение э.д.с. считают положительным, если электрический ток течет во внешней цепи от левого электрода к правому (рис. 40). В этом случае у левого электрода протекает реакция окисления (потеря электронов), а у правого — реакция восстановления (приобретение электронов). [c.132]

Рис. 57. Гальваническая цепь для измерения электродного потенциала а — электрический ключ б — водородный электрод

В гальваническом элементе в результате протекания на электродах химических процессов возникает разность потенциалов, которая вызывает электрический ток в гальванической цепи. Это явление находится в обратном отношении к явлению электролиза, когда разность потенциалов, приложенная к электродам от внешнего источника, приводит к прохождению электрического тока через раствор электролита и вызывает на электродах химические процессы. [c.150]

А. Н. Фрумкиным было показано, что образование двойного электрического слоя на границе металл/раствор обусловлено величиной и знаком разности потенциалов между металлом и раствором и, когда заряд электрода по отношению к раствору становится равным нулю, двойной ионный слой исчезает. Электродный потенциал такого электрода (с нулевым зарядом), отнесенный, как обычно, к нормальному водородному электроду, был назван потенциалом нулевого заряда. Он равен э. д. с. гальванической цепи из такого электрода (с нулевым зарядом) и нормального водородного электрода. Значения потенциала нулевого заряда для некоторых электродов приведены в табл. 45. Разность потенциалов нулевого заряда двух электродов связана с контактной разностью потенциалов между соответствующими металлами. [c.415]

Гальваническим элементом называется любое устройство, дающее возможность получать электрический ток за счет проведения той или иной химической реакции. Разность потенциалов между электродами элемента несколько зависит от условий, в которых она определяется. Работа, получаемая при изотермическом проведении какой-нибудь данной химической реакции, является наибольшей в том случае, когда реакция проводится в условиях, наиболее близких к обратимым. Так и электрическая работа, получаемая с помощью гальванического элемента, будет наибольшей, когда элемент работает в условиях, наиболее близких к обратимым. В этих условиях разность потенциалов между электродами элемента максимальна. Наибольшая разность потенциалов данного элемента (т. е. разность потенциалов при обратимых условиях его работы) называется его электродвижущей силой и обозначается э. д. с. Гальванической цепью мы будем называть последовательную совокупность всех скачков потенциала на различных поверхностях раздела, отвечающих данному гальваническому элементу. [c.565]

Гели обладают электрической проводимостью. И.ммобилизован-ный растворитель в геле образует, по существу, непрерывную среду, в которой более или менее свободно могут передвигаться ионы различных электролитов. На этом явлении основано применение гелей агар-агара, приготовленных на растворе КС1 для заполнения мостиков, с помощью которых соединяют отдельные электроды в гальваническую цепь. [c.395]

Для более полного представления об э. д. с. гальванических цепей следует ввести понятие о потенциале нулевого заряда — о нулевой точке металла. Как было показано ранее, возникновение двон1юго слоя на границе металл — раствор связано с односторонним переходом ионов металла в раствор или же с обратным процессом разряда ионов металла на электроде. В первом случае наружную обкладку двойного слоя образуют катионы, адсорбированные на отрицательно заряженной поверхности металла. Во втором — поверхность электрода несет положительный заряд и на ней вследствие электростатического притяжения адсорбируются анионы из раствора. Наряду с этим вполне возможно, что после погружения металла в раствор ие будет наблюдаться ни перехода катионов в раствор, ни их разряда на электроде. Очевидно, при этом иа поверхности металла отсутствует электрический заряд. Вследствие этого отпадает причина образования ионного двойного слоя и, как полагали некоторое время, вообще возникновения скачка потенциала иа границе металл — раствор. В действительности отсутствие заряда иа поверхности металла не препятствует образованию скачка [ютенциала за счет адсорбции поверхностно-активных ионов из раствора или ориентации дипольных молекул растворителя. [c.58]

Для более полного представления об э. д. с. гальванических цепей следует ввести понятие о потенциале нулевого заряда. Как было показано ранее, возникновение двойного слоя на границе > еталл—раствор связано с односторонним переходом ионов металла в раствор или с обратным процессом разряда ионов металла на электроде. Наряду с этим возможно, что после погружения металла в раствор не будет наблюдаться ни перехода катионов в раствор, ни их разряда на электроде. Оченадно, при этом на поверхности металла электрический заряд отсутствует и отпадает причина образования ионного двойного слоя. [c.26]

В более раннее время оообенно важный шаг в пользу химичеаной теории был сделан Фарадеем. Изучая превращения, происходящие при пропускании электрического тока чарез растворы, он, как мы видели раньше, установил, что тюк в цепи не проходит, если у электродов не происходит соответствующий химический процесс. Следовательно, справедливо и обратное гальваническая цепь не может вообще работать без пропор щюиальиого химического процесса. Этим был нанесен удар по основному воззрению теории Вольта о том, что жидко сть в элементе играет лишь роль индифферентного проводника. [c.15]

Если через гальваническую цепь пропускать электрический ток, то на одном электроде ток переходит из электрода в электролит ( входит в электролит), а на другом—из электролита в электрод ( выходит из электролита). Э.тектрод первого типа получил название анод (от греч. ана — верх), электрод второго типа — катод (от греч. ката — низ). Из этого определения следует, что названия анод и катод зависят от направления тока в гальванической цепи — при изменении направления прежний анод становится катодом и наоборот. Внутри электролита ток всегда течет от анода к катоду. Отсюда положительно заряженные ионы электролита,. мигрирующие в сторону катода, получили название катионов, а отрицател1>но заряженные ионы, мигрирующие в сторону анода, — анионов. Во внешних (по отношению к электролиту) участках замкнутой цепи ток течет от кятола к аноду. [c.23]

Если реакция протекает между свободными ионами, то при известных условиях можно заставить ее итти таким образом, что ее химическая работа превращается не в теплоту, а в электрическую энергию. Последняя измеряется произведением заряда яа падение напряжения. Как и всюду до сих пор, будем расчеты вести по отнощению к одному реагирующему молю. Если в приспособлении, осуществляющем упомянутый переход химической энергии в электрическую, называемом гальванической цепью, реагируют молярные количества, то заряд, переносимый таким молем ионов, равен на основании закона Фарадея гР, гдегг—валентность иона и—константа Фарадея, т. е. заряд, переносимый одним молем одновалентных ионов ( = 96490 кулонов). При разности напряжений на обоих электродах в Е вольт (V) электрическая работа, сопровождающая в гальванической цепи реакцию одного моля, будет хрЕ. Если, с другой стороны, обозначить работу этой реакции, также отнесенную к одному молю, через А и рассматривать условия, в которых эта работа нацело превращается в электрическую энергию (обратимый элемент), то [c.346]

Такое движение стрелки объясняется тем, что в результате пропускания постоянного электрического тока через сосуд 1 образовалась гальваническая цепь, э.д.с. которой имеет обратное направление э. д. с. внешнего источника тока. Выждав, когда стрелка гальванометра возвратится в нулевое положение (для ускорения можно электроды сосуда 1 замкнуть накоротко), приступают к непосредственным измерениям . Для этого с помопц>ю движка реостата производят отбор напряжения сначала интервалами в 0,2 вольта, а затем вблизи точки разложения и за ней интервалами в 0,05 вольта. После каждого отбора напряжения выжидают 2—3 мин., а затем записывают в таблицу показания вольтметра и гальванометра. [c.241]

Из приведенного сопоставления видно, что процессы, протекающие при электролизе и в гальванических цепях, взаимно об-ратны. Отсюда следует, что в принципе каждый гальванический элемент может работать, как аккумулятор электрической энергии. Это можно также показать на примере описанного выше нормального элемента, в котором металлический электрод соприкасается с насыщенным раствором соли того же металла (С(1—Сс1504, Hg-Hg2S04). [c.216]

Определение сродства при таких реакциях окислительно-восстановительных систем (редокссистемы) можно легко выполнить электрическим путем, измерением нормал1,ного потенциала в гальванической цепи, так как здесь речь идею принципмгльно обратимых процессах. Поэтому можно или измерять потенциал различных хинонов относительно водородного электрода в цепи Вольта [c.605]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология