Химические и концентрационные элементы

Концентрационным элементом называется элемент, в котором работа электрического тока получается в результате самопроизвольного выравнивания концентрации между двумя электролитами — растворами одного и того же вещества или двумя металлическими растворами — электродами, или в результате выравнивания давлений двух газовых электродов. В концентрационном элементе суммарный химический процесс отсутствует для непосредственного необратимого выравнивания концентраций путем диффузии созданы затруднения конструкцией прибора, одновременно созданы условия для обратимого выравнивания, при котором максимальная полезная работа (AG) проявляется в форме работы электрического тока. [c.562]

Концентрационные элементы используются для определения активности ионов в растворе, химические цепи — как источники постоянного тока — аккумуляторы, окислительно-восстановительные элементы используются для определения констант равновесия и термодинамических функций. [c.292]

Как мы уже знаем из проводившихся ранее вычислений, при отношении концентраций 1/10 э.д.с. этого элемента равна + 0,0296 В, или 29,6 мВ. Такую э.д.с. имеет любой двухэлектронный концентрационный элемент с отношением концентраций 1/10 независимо от того, какая химическая реакция осуществляется в нем. В частности, ранее мы вычислили такое напряжение для водородного концентрационного элемента и для медного концентрационного элемента. При отношении концентраций 1/5 э.д.с. любого двухэлектронного концентрационного элемента должна быть равна [c.184]

Почему концентрационные элементы с одинаковыми отношениями концентраций всегда имеют одинаковое напряжение независимо от того, какие химические вещества принимают участие в реакции [c.196]

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]

Концентрационный элемент без переноса может быть получен также путем комбинирования двух химических элементов без переноса. При работе цепи [c.175]

Концентрационные элементы широко используют в химической исследовательской практике для определения многих важных констант растворимости, произведения растворимости, константы нестойкости комплексного иона, ионного произведения воды, констант диссоциации кислот и оснований, для нахождения концентрации ионов и т. п. [c.337]

Пользуясь табл. 11 и уравнением Нернста, вычислить электродные потенциалы каждого электрода. Написать уравнения химических процессов, протекающих на электродах, и вычислить ЭДС концентрационного элемента. В каком направлении перемешаются электроны во внешней цепи Сравнить экспериментальные данные с рассчитанными теоретически. [c.75]

Таким образом, и в этом случае э.д.с. концентрационного элемента с переносом зависит от чисел переноса катионов и изменений химических потенциалов электролитов в переходном диффузионном слое. Только в этом случае числа переноса t+ и в переходном слое будут сильно меняться, так как здесь изменяются не только подвижности ионов, но и концентрации электролитов. [c.497]

До сих пор рассматривались элементы, составленные из различных электродов, на которых проходят химические реакции. Такие элементы называют химическими. Существуют элементы, состоящие из одинаковых электродов. ЭДС таких элементов возникает из-за различия концентраций электролитов. Такие элементы называют концентрационными, например [c.375]

Скачки потенциалов на границах фаз 365 2. Электродвижущая сила гальванического элемента 368 3. Типы электродов 371 4. Стандартные электродные потенциалы и правило знаков 373 5. Концентрационные элементы. Диффузионный потенциал 375 6. Зависимость ЭДС от температуры 377 7. Измерение некоторых физико-химических величин методом ЭДС 380 8. Электродные процессы 382" [c.400]

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ и КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.137]

Местная коррозия обычно является следствием образования гетерогенных смешанных электродов, причем изменение кривых местная плотность тока — потенциал мол<ет иметь причины, связанные с особенностями и материала и окружающей среды. При наличии различных металлов (см. рис. 2.7) получается контактный элемент. Местные различия в составе среды ведут к образованию концентрационных элементов. Сюда относится и аэрационный элемент, свойства которого в конечном счете характеризуются различиями величиной pH стабилизирующимися в результате последовательных химических реакций, здесь могут иметь значение ионы хлора и ионы щелочных металлов [21. Такие коррозионные элементы могут иметь весьма различную протяженность. Так, при селективной коррозии многофазных сплавов аноды и катоды могут иметь размер в доли миллиметра. У объектов большой площади, например трубопроводов, размеры таких коррозионных макроэлементов (макропар) могут достигать нескольких километров. Опасность коррозии при образовании элемента решающим образом зависит от отношения площадей катода и анода. Из зависимостей на рис. 2.6, если ввести интегральные сопротивления поляризации [c.58]

Поскольку электродный потенциал зависит от концентрации электролита, то можно получить гальванический элемент, совмещая химически одинаковые электроды, отличающиеся только концентрацией электролита. Такие гальванические элементы называются концентрационными. В общем виде концентрационный элемент можно описать формулой [c.221]

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]

Концентрационные цепи с одним электролитом. Амальгамные концентрационные элементы. В уже описанных концентрационных цепях э. д. с. возникает вследствие различий в активностях или химических потенциалах, т. е. парциальных молярных свободных энергиях растворенного вещества в каждом из двух растворов. Можно создавать концентрационные цепи только с одним раствором в таких цепях активности металла, по отношению к которому обратимы ионы раствора, будут различны в каждом из двух электродов. Простой метод создания такой цепи заключается в применении двух амальгам с различными концентрациями какого-нибудь металла, обладающего основными свойствами, в качестве электродов и раствора соли этого металла как электролита например [c.302]

В результате работы-концентрационного элемента в конечном счете не совершается никаких химических реакций. Действительно, в приведенном выше примере серебро окисляется на левом электроде и в равном количестве восстанавливается на правом, так что общее количество металлического серебра остается неизменным. В разобранном примере цепи без переноса водород восстанавливается на одном электроде и окисляется в равном количестве на другом. Общее количество его тоже остается неизменным. Поэтому суммарный тепловой эффект химических процессов, протекающих в концентрационном элементе, равен нулю (Р = 0). Если растворы электролитов имеют не слишком высокую концентрацию, то изменение ее тоже не сопровождается заметным тепловым эффектом. В таком случае, согласно уравнению Гиббса — Гельмгольца [c.311]

В результате работы концентрационного элемента в конечном счете не совершается никаких химических реакций. Действительно, в приведенном выше примере серебро окисляется на левом электроде и в равном количестве восстанавливается на правом, так что общее количество металлического серебра остается неизменным. В разобранном примере цепи без переноса водород восстанавливается на одном электроде и окисляется в равном количестве на [c.284]

Полученная формула отличается от уравнения (4.33), выведенного для простой концентрационной цепи, тем, что является совершенно точной, поскольку цепь (4.39) не включает диффузионного потенциала. Между тем работа концентрационного элемента без жидкостных соединений, как и обычного концентрационного элемента типа (4.32), в своей основе имеет не химическую реакцию, а перенос растворенного вещества из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Действительно, как показывает разбор электрохимических реакций на четырех электродах двойной цепи, в первом элементе на каждый фарадей протекшего электричества образуется один моль НС1 в более разбавленном растворе, а во втором, соответственно, исчезает такое же количество НС в более концентрированном растворе. Эти реакции таковы [c.85]

Концентрационные элементы. Все рассмотренные нами гальванические элементы работают за счет энергии протекающих в них химических реакций. Источником электрической энергии может быть также элемент, составленный из двух одинаковых электродов, погруженных в растворы одной и той же соли, но [c.328]

Электродвижущая сила концентрационного элемента. Гальванический элемент, в котором электрическая энергия получается не за счет химической реакции, а за счет осмотического процесса, носит название концентрационной цепи. [c.193]

Термодинамические закономерности для химических и концентрационных элементов без переноса будут изложены в следующем параграфе, а затем мы рассмотрим различие между цепями с переносом и без переноса, т. е. роль диффузионных потенциалов. Некоторые особые группы электрохимических элементов, описываемые в дальнейшем, входят в изложенную классификацию. Отдельное их рассмотрение определяется лишь некоторым своеобразием фазового состояния или валентных переходов. Таковы, например, газовые цепи, где вещества электродов, вступающие, в электродные реакции, находятся в газообразном состоянии и где существенную роль играет давление. Так называемые окислительновосстановительные элементы (и электроды) являются химическими элементами. Основная классификация электрохимических элементов учитывает только два признака, о которых было сказано в начале этого параграфа. [c.529]

В этом случае э. д. с. концентрационного элемента с переносом i (типа а) была бы равна величине Е из уравнения (XXI, 2), но без 1 множителя 2, имеющегося в уравнении (XXI, 2), так как в процес- се, описываемом уравнением (XXI, 8а), на F кулонов электриче- тва переносится по 0,5 г-экв ионов каждого сорта, а всего 1 г-экв. Сравнивая еще раз выражения (XX, 2) и (XXI, 8), видим, что, хотя в цепи без переноса (б) наличие ртутно-каломельного электрода не отражается на характере суммарного химического процесса всей цепи, величина э.д.с. этой цепи по уравнению (XXI, 2) вдвое больше, чем та, которая имелась бы в цепи без ртутно-каломельного электрода, т. е. в цепи с переносом (а) [уравнение (XXI,8а)], если бы в частном случае диффузионный потенциал отсутствовал (при t- = 0,5). Дело в том, что в цепи типа (б) [c.534]

Различают химические и концентрационные элементы. В концентрационных элементах электрическая работа получается только за счет перехода вещества из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей концентрацией. В химических элементах электрическая работа получается за счет химических реакций, происходящих в элементе при прохождении тока, но частично может получаться и за счет изменения концентрации электролитов. [c.5]

Гальванические элементы. Различают концентрационные и химические гальванические элементы. Концентрационные элементы могут быть с переносом н без иереиоса вещества. КоЕщентрационный элемент с переносом вещества получают, приводя в соприкосновение дна раствора одного и того же электролита с разными концентрациями и помещая в эти растворы одинаковые электроды, обратимые ио отно- [c.289]

Очевидно, что никакой химической реакции в элементе не происходит. Однако при работе элемента активность ионов Ag+ в растворе AgNOз (аг) будет уменьшаться, а в растворе А ЫОз(а]) увеличиваться, т. е. активности ионов Ад+ будут выравниваться. Полезная максимальная работа этого процесса проявляется в виде работы тока, т. е. э.д.с. концентрационных элементов определяется максимальной работой изотермического выравнивания активностей. Этот процесс идет с поглощением теплоты из внешней среды. Та- [c.296]

Концентрационные элементы без переноса незаменимы во всех случаях, когда в потенциометрических измерениях необходимо устранить ошибки, вносимые в измерение э. д. с. диффузионным потенциалом. Большое применение такие элементы нашлн также и в технике. Главная область использования элементов без переноса ионов — производство химических нсточ- [c.182]

Смещение величины потенциала электрода от исходного равновесного значения, вызванное изменением конценпрации потен-циалопределяющих ионов в растворе, называется концентрацион-кой поляризацией. Так, при электролизе раствора АдЫОз с серебряными электродами концентрация электролита в катодном пространстве уменьшается, а в анодном возрастает. Это приводит к образованию концентрационного элемента, электродвижущая сила которого направлена против приложенной разности потенциалов. Концентрационная поляризация наблюдается в различных процессах промышленного электролиза, при работе аккумуляторов и др. Возникновение концентрационной поляризации снижает ЭДС химических источников тока при их (работе. [c.341]

Как в химических гальванических элементах, так и в концентрационных, протекают окислительно-восстановительные процессы. Название же окислительно- восстановительные электроды (или редокс-электро-ды, что происходит от redu tion — восстановление и oxi/da/ion — окисление) применяется только в тех случаях, когда металл электрода не участвует в окислительно-восстановительном процессе, при работе элемента он не изменяется, а служит только переносчиком электронов. [c.137]

Разрушение металла происходит по следующим причинам, не-досредственно или косвенно связанным с жизнедеятельностью /бактерий на поверхности металла образуются различные электрохимические концентрационные элементы в растворе или на поверхности металла создаются агрессивные химические соединения изменяются электрохимические потенциалы среды в связи с изменением концентрации кислорода в растворе. [c.24]

Электрохимические методы электродвижущие силы гальванических элементов (химических, концентрационных и цепей Якоби — Даниеля) напряжение разложения вольтаметрия амперометрия кулонометрия хронопотенциометрия полярография. [c.37]

Рассмотренные выше элементы относятся к химическим, так как в них э. д. с. возникает за счет химических реакций. В концентрационных элементах источником возникновения э. д. с. является различие в концентрациях ионов в околоэлектродных зонах раствора. Здесь, в соответствии со вторым законом термодинамики, должно произойти самопроизвольное выравнивание концентраций в результате диффузии вещества из более концентрированного раствора в менее концентрированный. [c.221]

Концентрационные элементы возникают в ряде химических аппаратов, например в аппаратах для выпаривания растворов без перемещивания. В этом случае электродный потеппиал металла изменяется в зависимости от концентрации раствора, его кислотности и т. п. Например, металл в глубине выпарного аппарата (концентрированный раствор) образует гальваническую пару с металлом, соприкасающимся с менее концентрированным раствором [c.47]