Электрохимический элемент и электродные потенциалу

Для характеристики отдельных типов электрохимических элементов следует подробнее рассмотреть термодинамические свойства элементов. Свяжем э.д.с. элемента с изобарным потенциалом и константой равновесия реакции, протекающей в элементе, аналогично тому, как мы это уже сделали для электродных процессов. Пусть в действующем электрохимическом элементе протекает химическая реакция, изобарный потенциал которой связан с константой равновесия уравнением [см. т. I, стр. 269, уравнение (VHI, 19), стр. 284, уравнение (VHI,36) [c.529]

На этот вопрос следует дать отрицательный ответ. Э.д.с. восстановления Ре в Ре(тв.) не равна + 0,36 В. Допустимо вычитание потенциала одной электродной реакции из потенциала другой при вычитании соответствующих полуреакций в том случае, когда для результирующей полной реакции в электрохимическом элементе соблюдается баланс числа теряемых и приобретаемых электронов. Но недопустимо суммирование потенциала двухэлектронной полуреакции с потенциалом одноэлектронной полуреакции для получения потенциала результирующей трехэлектронной полуреакции. [c.181]

Отдельные скачки потенциала (гальвани-потенциалы) и 4>м,м, уравнении (VII, 117) не поддаются экспериментальному определению. Поэтому за условную величину электродного потенциала принимают э. д. с. элемента, в котором электродом сравнения служит один н тот же стандартный электрод М (рис. 76, б). Тогда условные электродные потенциалы металлов и М, определяются из электрохимических цепей [c.273]

Знак электродного потенциала совпадает со знаком электрода электрохимического элемента, составленного из рассматриваемого и стандартного водородного электродов. [c.276]

В решениях ХХИ съезда КПСС, касающихся металлургии, особо отмечаются важнейшие народнохозяйственные задачи получения металлов высокой чистоты и комплексной переработки руд и полупродуктов с целью максимального использования их составляющих — рассеянных и редких элементов. Ценность электрохимических методов заключается в том, что в процессе электролиза при точном соблюдении заданного электродного потенциала при прочих равных условиях удается выделять нужный металл, свободным от примесей других металлов. Кроме того, можно селективно получить ряд металлов сообразно потенциалам его выделения. Поэтому методы электролитического осаждения металлов широко используются в гидрометаллургии. [c.11]

Абсолютные электродные потенциалы определить трудно. Теоретический подсчет осложняется тем, что переход ионов через поверхность раздела фаз сопровождается не только электрической, но и химической работой. При экспериментальном определении неизбежно образуется электрохимический элемент, состоящий из данного металла в определенном растворе и второго металла, использованного для контакта с этим раствором. Возле поверхности второго металла возникает свой скачок потенциала. [c.234]

В агрессивных растворах, в морской воде, в почве применяют электрохимический метод защиты. Одной из разновидностей этого метода является метод протекторной защиты, который применяют в нейтральных средах. К стальной конструк-дии 1 присоединяют пластины из чистого цинка 2 или сплава цинка с алюминием (рис. 92). При этом образуются макро-гальванические элементы, в которых цинк (или сплав цинка) выполняет функцию анода, а конструкция, которую защищают от коррозии, становится катодом. При этом цинковые пластины (протектор) растворяются, а коррозия конструкции (катода) вследствие сдвига электродного потенциала в более отрицательную область прекращается или сильно уменьшается. Другая разновидность электрохимического метода — катодная защита. Конструкцию 1 для защиты от коррозии присоединяют к отрицательному полюсу генератора постоянного тока, положительный полюс — к куску железа 2 (рис. 93). Это сдвигает потенциал защищаемой конструкции в область более отрицательных значений, что приводит к сильному торможению коррозии. [c.376]

Электрохимическая (электролитная) коррозия предотвращается контактом разрушающегося от коррозии металла с металлом, имеющим более отрицательный электродный потенциал,, например железо в контакте с цинком или покрытое им (оцинкованное) не подвергается коррозии в связи с тем, что в образующемся гальваническом элементе растворяется цинк, а на железе выделяется водород. [c.378]

Потенциометрия. Потенциометр ней называется физико-химический состав исследования и электрохимический метод инструментального анализа, основанный на зависимости электродного потенциала или ЭДС элемента от состава раствора. Потенциометрия применяется для определения термодинамических характеристик реакций, стандартных электродных потенциалов, активности и коэффициентов активности электролитов, водородного показателя, концентраций растворов (потенциометрическое титрование) и т. д. [c.296]

При работе гальванического элемента электроны самопроизвольно переходят по внещней цепи от отрицательного полюса элемента к положительному, т. е. от электрохимической системы с более низким значением электродного потенциала к системе с более высоким значением. Иначе говоря, первая из этих систем выступает в качестве восстановителя, вторая — в качестве окислителя. Следовательно, в гальваническом элементе окислительно-восстановительная реакция может самопроизвольно протекать в таком направлении, при котором электрохимическая [c.121]

Вернемся еще раз к вопросу о потенциале отдельного электрода, так как при изучении электрохимических систем и реакций решающую роль играет именно скачок потенциала на границе раздела фаз электрод — электролит, так называемый электродный потенциал. В связи с этим приведенное выше рассмотрение значений э. д. с. любого элемента хотя и является термодинамически правильным, но не учитывает процессы, протекающие на границе фаз электрод — раствор. [c.143]

А так как потенциал левого электрода условно принимается равным нулю, то ЭДС измеряемого элемента будет равна потенциалу правого электрода. Таким образом, электродный потенциал по водородной шкале Е — это ЭДС электрохимической системы, в которой справа расположен данный электрод, а слева — стандартный водородный электрод. [c.197]

Электродный потенциал определяется как э.д.с. электрохимической системы (гальванического элемента), построенного по схеме [c.502]

Величина и знак электродного потенциала. Скачок потенциала на границе металл — раствор, как и разность потенциалов между двумя точками, находящимися в различных фазах, экспериментально измерить невозможно. Можно измерить лишь ЭДС электрохимического элемента. Иначе говоря, опытным путем можно определить только относительные величины так называемых электродных потенциалов, т. е. ЭДС цепи, составленной из данного электрода и некоторого стандартного электрода, потенциал которого условно принимается равным нулю. Таким стандартным электродом, или электродом сравнения, является обратимый водородный электрод, в котором газообразный водород находится при давлении 101,3 кПа [c.248]

Восстановленная форма любого элемента или иона при активности, равной единице, будет восстанавливать окисленную форму такого элемента или иона (при активности равной единице), стандартный электродный потенциал которого имеет менее отрицательное, т. е. более положительное значение. Помещенные в табл. 40 стандартные электродные потенциалы могут быть использованы для вычисления ЭДС электрохимических элементов и констант равновесия соответствующих химических реакций. [c.250]

Если составить электрохимический элемент из электрода Pt Fe +, Ре + и второго электрода, имеющего более положительный электродный потенциал, то при работе этого элемента на окислительно-восстановительном электроде будет протекать реакция окисления с отдачей электронов электроду [c.257]

Таким образом, при электрохимической коррозии (как в случае контакта разнородных металлов, так и в случае образования гальванических микроэлементов на поверхности одного металла) поток электронов направлен от более активного металла (с меньшей величиной электродного потенциала) к менее активному проводнику (с большей величиной электродного потенциала) и более активный металл корродирует. Скорость коррозии тем больше, чем дальше расположены друг от друга в ряду стандартных электронных потенциалов металлы, из которых образовался гальванический элемент (гальваническая пара). На скорость коррозии влияет и характер раствора электролита. Чем меньше его pH, а также чем больше содержание в нем окислителей, тем быстрее протекает коррозия. Значительно возрастает коррозия с ростом температуры. [c.252]

Ячейка для измерения электродного потенциала (рис. 82) — простейший пример электрохимического (гальванического) элемента. Э.д.с. этого элемента возникает за счет протекания окислительновосстановительной реакции. Движущей силой химической реакции является убыль свободной энергии Гиббса АС. С другой стороны, убыль свободной энер-Р и с. 82. Схема измерения стандартного гии Гиббса определяет максимальную электродного потенциала относительно во- работу химической реакции. Для дородного электрода реакции, осуществляемой в условиях [c.176]

Гальванический элемент. Ячейка для измерения электродного потенциала (рис. 10.3) представляет собой при-мер электрохимического (гальванического) элемента — устройства, в котором химическая энергия окислительновосстановительной реакции непосредственно преобразуется в электрический ток. [c.149]

Причины возникновения электрохимической неоднородности поверхности раздела металл-электролит могут быть различны. Так, для стали 20, имеющей структуру феррит + перлит , такой причиной может быть неоднородность сплава. Феррит, имеющий более отрицательный электродный потенциал, является в этом гальваническом элементе анодом, а перлит — катодом [176]. [c.40]

Основной причиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металла в данном электролите, величина которой определяется величиной стандартного электродного потенциала. Как правило, чем более отрицательное значение потенциала, тем менее термодинамически устойчив данный металл. Поскольку экспериментально и теоретически до сих пор не удается установить абсолютные значения потенциалов, то их определяют по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого условно принимается равным нулю во всех средах и при всех температурах. Электродвижущую силу гальванического элемента, состоящего из стандартного водородного электрода и исследуемого электрода в растворе электролита, называют электродным потенциалом. Помимо водородного электрода, в качестве электродов сравнения могут быть использованы другие электроды, на поверхности которых в растворе протекают обратимые электрохимические реакции с постоянным значением электродного потенциала по отношению к водородному электроду (кислородный, каломельный, хлоросеребряный, медно-сульфатный и др.). [c.15]

При ультрамалых концентрациях могут существенно изменяться электрохимические характеристики элементов. Так, при концентрации в растворе 10 г-экв/л, как нетрудно подсчитать по уравнению электродного потенциала, потенциал меди будет равен —0,12 В, т. е. сместится в электроотрицательную область. [c.93]

Электрохимическое поведение элемента, выделяемого методом электроосаждения, определяется, в первую очередь, величиной его электродного потенциала. Выше было показано, что электродные потенциалы элементов, находящихся в растворах в микроконцентрациях, значительно отличаются от электродных потенциалов тех же элементов в макроконцентрациях. Варьируя концентрации и рассчитывая электродные потенциалы, отвечающие этим концентрациям, можно определить условия разделения элементов в растворе. Например, потенциалы и Ро при концентрации 10 н равны соответственно +0,04 и +0,656 В. В то же время потенциал РЬ " " при такой же концентрации отрицателен и составляет —0,25 В. Поэтому эти элементы, присутствующие совместно в продуктах радиоактивного распада радия, можно эффективно разделить электролизом. [c.97]

Окислительно-восстановительный потенциал любой полуреакции может быть измерен путем сравнения с потенциалом стандартного водородного электрода. Например, стандартный электродный потенциал цинка можно измерить с помощью прибора, изображенного на рис. 16.5, где цинковый электрод погружен в 1 М раствор при 25 °С. Условное обозначение этого электрохимического элемента имеет вид [c.290]

Перенапряжение характеризует отклонение от условий равновесия в электрохимическом элементе. Оно представляет собой просто дополнительное напряжение сверх того, которое теоретически необходимо для процесса электролиза. Когда на электроде происходит растворение или, наоборот, осаждение металла, перенапряжение обычно очень невелико, однако, если в электродной реакции принимают участие газы, перенапряжение может достигать величины порядка 1 В. Например, стандартный потенциал водородного электрода равен 0,0 В. Однако, чтобы на ртутном электроде мог с достаточной скоростью выделяться газообразный Н2, необходимо создать перенапряжение 1,1 В. Вместе с тем перенапряжение водорода на платинированной платине не превышает 0,05 В. В электрохимических элементах перенапряжение приводит, наоборот, к снижению напряжения элемента относительно теоретически предсказываемого, или равновесного, значения. [c.296]

Зная стандартные электродные потенциалы, можно вычислить стандартную э. д. с. любой электрохимической системы. Ее находят вычитанием электродного потенциала левого электрода из потенциала правого электрода. Например, для элемента Дание-ля-Якоби [c.108]

По механизму защиты различают металлические покрыти5( анодные и катодные. Металл анодных покрытий имеет электродный потенциал более отрицательный, чем потенциал защищаемого металла. В случае применения анодных покрытий ие обязательно, чтобы оно было сплошным. При действии растворов электролитов в возникающем коррозионном элементе осноиной металл — покрытие основной металл является катодом и поэтому при достаточно большой площади покрытия не разрушается, а защищается электрохимически за счет растворения металла покрытия. Примерами анодных покрытий являются покрытия железа цинком и кадмием. Анодные покрытия на железе, как правило, обладают сравнительно низкой коррозионной стойко- [c.318]

Для того, чтобы найти значение электродного потенциала, необходимо измерить напряжение элемента, а именно его э. д. с. При измерениях напряжения сопротивление внешней цепи (т. е. из.мерительного устройства) очень нелико. Г еакция в элементе при этом практически не протекает. Таким образом, электродные потенциалы отвечают обратимому протеканию процессов или, что то же самое, состоянию электрохимического равновесия на электродах. Поэтому электродные потенциалы часто называют равновесными электродными потенциалами или просто равновесными потенциалами. [c.276]

Такие реакции называются электрохимическими. При электрохимических реакциях происходит превращение химических видов энергии в электрическую и, наоборот, электцической энергии в химическую. Реакции, которые позволяют получать электрический ток, были уже изучены в предыдущем задании. Это были гальванические элементы, дающие электрический ток при погружении двух различных металлов в раствор электролита за счет возникновения разности потенциалов между обоими металлами из-за их различной способности отдавать катионы в раствор. Если оба металла соединены металлическим проводником, то электроны будут перемещаться от металла с более высоким отрицательным (или меньшим положительным) значением стандартного электродного потенциала к металлу с меньшим отрицательным (или с большим полол ительным) значением. потенциала. [c.353]

На электродах гальванических элементов, например элемента Якоби — Даниэля, протекают реакции, подчиняющиеся тем же закономерностям, что и на электродах, подсоединенных к внешнему источнику тока. Так, если пропускать через границу раздела электрод — раствор постоянный ток, то будет происходить изменение строения двойного электрического слоя и изменение электродного потенциала по сравнению с равновесным значением. Такое отклонение потенциала от равновесного при протекании виещ-пего тока получило название электрохимической поляризации электродов. Кривые зависимости тока от потенциала называют поляризационными кривыми. [c.151]

Электродный скачок потенциала в условной шкале водородного электрода называется электродным потенциалом и обозначается ф. Он равен ЭДС электрохимического элемента, состоящего из стандартного водородцого и данного электродов. Запись такого элемента всегда начинается с водородного электрода, т. е. он считается л е-в ы м. Форма записи и знак отдельного электрода определяются правилом, утвержденным конвекцией Международного союза по чистой и прикладной химии (Стокгольм, 1953). По этому правилу слева записывается ионная форма реагирующего вещества далее прочие фазы в той последовательности, в которой они соприкасаются друг с другом. Справа должен стоять символ молекулярной формы вещества, участвующего в электродной реакции, или химический символ металла. Фазы, нанесенные на поверхность металла, отделяются запятой границы раздела жидких и твердых фаз отмечаются вертикальными черточками, а границы между жидкими фазами (растворами) — двумя вертикальными черточками (если между ними нет диффузионного скачка потенциала). Активности веществ указываются в скобках. [c.287]

Электрохимические элементы. Электрохимические элементы, непосредственно преобразующие энергию химического процесса в электрическую, называются химическими. Они состоят из неодинаковых электродов, и, следовательно, для них характерна различная химическая природа электродных реакций. Элементы, состоящие из одинаковых электродов, называются концентрационными. В этих элементах в электрическую энергию превращается работа процесса выравнивания активностей окисленной или восстановленной форм реагирующего вещества в обоих электродах. Элементы, в которых один и тот же раствор электролита является общим для обоих электродов, называются элементами без переноса. У них отсутствует диффузионный скачок потенциала. В противном случае говорят об элементах с переносом, имея в виду перенос ионов на границе контакта двух различных растворов. [c.291]

Эффективным средством защиты металлов от коррозии являются такие электрохимические методы, как метод протекторов и метод внешнего потенциала. Методом протекторов (защитников) называют такой прием, когда к металлической детали и узлу деталей припаивают или присоединяют металлическим проводником кусок металла, электродный потенциал которого ниже, чем электродный потенциал защищаемого металла. Этим создаются условия для образования гальванического элемента, в котором более активный металл, являясь анодом, окисляется и защищает деталь до своего полного разрушения. По методу внешнего.потенциала защищаемый металл подсоединяют к отрицательному полюсу источника посто5 нного тока, тем самым превращая его в катод. На катоде восстанавливается окислитель из окружающей среды, получая электроны не от металла, а от источника тока. [c.198]

Ячейка для измерения электродного потенциала (рис. 121) — простейший пример электрохимического (гальванического) элемента. Э.д.с. этого элемента возникает за счет протекания окис-лительно-восстановительной реакции. Движущей силой химической реакции является убыль изобарно-изотермического потенциала, или свободной энергии Гиббса АО. С другой стороны, как следует из (VIII. 18), убыль свободной энергии Гиббса определяет максимальную работу химической реакции. Для реакции, осуществляемой в условиях гальванического элемента, работа А, производимая системой, равна A = IUt = QU, где / — сила тока в цепи и — падение напряжения I — время Q — количество электричества. [c.287]

НлО+ -1-е-=Н-1-Н20 Если пластинку металла, погруженную в раствор его соли с активностью ионов, равной единице, соединить со стандартным водородным электродом, как показано на рис. 62, то получится гальванический элемент (электрохимическая цепь), электродвижущую силу (ЭДС) которого легко измерить. ЭДС, измеренная при 25 °С, и будет величиной стандартного электродного потенциала металла. Стандартный электродньсй потенциал обычно обозначают Е°. [c.230]

Таким образом, при электрохимической коррозии (как в случае контакта разнородных металлов, так и в случае образования гальванических микроэлеме1 тов на поверхности одного металла) поток электронов направлен от более активного металла (с меньшей величиной электродного потенциала) к менее активному проводнику (с больщей величиной электродного потенциала) и более активный металл корродирует. Скорость коррозии тем больше, чем дальше стоят друг от друга в ряду стандартных электродных потенциалов металлы, из которых образовался гальванический элемент (галь- [c.179]

Наряду с электрохимической катодной защитой применяется так называемая протекторная защита. В этом случае защищаемый объект соединяется проводником 1-го рода с металлом, погруженным в тот же электроЛит и имеюпвш более отрицательный электродный потенциал. При этом возникает гальванический элемент, в котором защищаемый металл является катодом, а протектор (металл с более отрицательным потенциалом) - работает анодом и активно растворяется. Электрохимическая протекторная защита с успехом используется для предотвращения коррозии корпусов морских судов, а также подводных портовых сооружений. [c.116]

Классификация Э. проводится по природе окислителей и восстановителей, к-рые участвуют в электродном процессе. Э. 1-го рода наз. металл (или неметалл), пофуженный в электролит, содержащий ионы этого же элемента. Металл Э. является восстановленной формой в-ва, а его окисленной формой - простые или комплексные ионы этого же металла (см. Электрохимическая кинетика). Напр., для системы Си Си" + 2е, We е - электрон, восстановленной формой является Си, а окисленной - ионы Си . Соответствующее такому электродному процессу Нернста уравнение для электродного потенциала Е имеет ввд [c.424]

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ, выделение фазы (металла, сплава, оксида и др.) на пов-сти электрсда в результате протекания электрохим. р-ции. Э. металлов лежит в основе гидроэлектрометаллургии (см. Электролиз) и гальванотехники. Метатлы Аи, Ag, Си, Bi, РЬ, Sn, d, Со, Ni, Fe, Zn, Mn осаждаются из водных р-ров простых солей. Нек-рые элементы - W, Мо, Р, S - м. б, выделены в виде сплавов с металлами группы железа. А1, Mg, Be, Zr и др., имеющие высокий отрицат. электродный потенциал (см. Электрохимический ряд напряжений), осаждаются из неводных р-ров или расгшавов солей. [c.452]

Уравнение (3-62) описывает реакцию, протекающую на одном электроде. Электрохимический элемент имеет два электрода, и полная реакция является суммой двух полуреакций. Электродный потенциал данной полуреакцин определяется путем измерения электродвижущей силы, создаваемой элементом, в котором одна из полуреакций протекает на стандартном электроде с известным потенциалом. На рис. 3-3 схематически изображена экспериментальная система для измерения электродного потенциала. Стандартный водородный электрод представляет собой платиновый стержень, заключенный в стеклянную трубку, через которую подается газообразный водород под давлением 1 атм. Электрод погружен в раствор, содержащий ионы водорода с единично активностью (ан =1). Потенциал этого электрода условно принят за нуль. На практике в качестве стандартного электрода чаще всего используют каломельный или какой-либо другой электрод с точно известным, постоянным потенциалом. Цепь между растворами, куда погружены электроды, замыкается с помощью мостика, заполненного электролитом. В исследуемом полуэлементе на поверхности другого электрода (чаще всего платинового) протекает реакция, описываемая уравнением (3-62). Разность потенциалов между двумя электродами регулируется потенциометром. Вычитая из зтсй разности потенциалов потенциал стандартного электрода, получают электродный потенциал исследуемой окислительно-восстановительной пары. Важно, чтобы интересующая нас электродная реакция была полностью обратима. Передвигая движок потенциометра таким образом, чтобы электродвижущая сила (э. д. с.) исследуемой системы была точно уравновешена внешним [c.229]