Ячейки и потенциалы ячеек

Из приведенных примеров видно, что водородная функция стеклянного электрода нарушается в сильнощелочной и в сильнокислой области. Для большинства электродов в кислых растворах ошибка в измерении pH становится заметной только при pH < 2 и достигает достаточно большой величины при pH, близких к нулю. Кислотная ошибка приводит к завышению результатов определения pH по сравнению с истинными. Ее природа до сих пор детально не выяснена. Одно из предположений состоит в том, что в кислой среде с высокой ионной силой активность воды по обеим сторонам стеклянной мембраны не остается одинаковой, и поэтому в воде возникает концентрационная ячейка, потенциал которой также входит в измеряемую разность потенциалов. Кислотные ошибки трудно устранить, но, к счастью, они невелики. [c.187]

Целью настоящего раздела было проиллюстрировать применение условий фазового равновесия, описанных в разд. 12, к типичным системам, содержащим однородный по всей ячейке раствор электролита. В первых двух исследованных случаях термодинамические свойства раствора не влияют на потенциал ячейки. Ячейка, рассмотренная в третьем примере, может использоваться для изучения термодинамических свойств раствора электролита, хотя, строго говоря, эта ячейка не относится к настоящему разделу. Ошибки, возникающие при пренебрежении концентрационными градиентами в таких ячейках, будут оценены в разд. 18. [c.53]

Зависит ли потенциал ячейки от размеров электродов (количества металлов), от их природы или и от того и другого Ответ поясните. [c.536]

Мультиметр, имеющий диапазон измерения потенциала ячейки до 3 В с точностью до 1% шкалы, и диапазон измерения тока ячейки посредством гальванометра, имеющего чувствительность от 0.005 до 0.008 мкА/мм деление шкалы. Необходимо также иметь многопозиционный шунт гальванометра. Для регулирования чувствительности измерения тока нужно также обеспечить масштабные множители шунта, позволяющие проводить измерения чувствительность в диапазоне значений приблизительно от 0.05 до 0.08 мкА/мм и в диапазоне значений от 0.10 до 0.16 мкА/мм. [c.30]

Для построения электрического поля берется электролитическая ячейка со строго фиксированным положением катода и анода и в процессе электролиза измеряется разность потенциалов в разных точках электролита. По этим данным строится график электрического поля. Соединяя между собой точки с одинаковым значением потенциала, получают так называемые эквипотенциальные линии, [c.145]

В полярографии ртутный капающий электрод служит индикаторным, а донная ртуть — вспомогательным электродом. При анализе вещных растворов донная ртуть обычно является и электродом сравнения. Для приложенного к ячейке потенциала можно записать [c.415]

Резкий скачок потенциала обычно достигается при помощи электронного потенциостатического устройства — потенциостата, а для записи по времени используют короткопериодный гальванометр, самописец или катодный осциллограф. Основой измерительной схемы является потенциостат 3 (рис. 71), регулирующий величину тока, протекающего через ячейку (двухэлектродная ячейка подобна полярографической ячейке), так что разность потенциалов между поляризуемым капельным ртутным электродом и электродом сравнения пер- [c.311]

Пробу грунта помещают в ячейку, состоящую из стального стакана диаметром 80 мм и высотой 110 лж и стальной трубки диаметром 19 мм и длиной 100 мм, причем трубка должна быть изолирована от сосуда. На трубку накладывается положительный потенциал, а на сосуд— отрицательный подключением источника постоянного тока напряжением 6 в. Установка дол- [c.91]

Следует заметить, что эквивалентные схемы, учитывающие все особенности электрохимических процессов, достаточно сложны. Они рассмотрены в последующих главах. На практике часто достаточно применения упрощенной схемы, в которой с помощью резисторов моделируются активные составляющие импеданса ячейки, а с помощью конденсаторов - реактивные (емкостные) составляющие этого импеданса (рис. 3.4). При этом электрод представляют как конденсатор с емкостью Сэ и как сопротивление Последнее не равно омическому сопротивлению, а зависит от потенциала и включает в себя все виды сопротивлений, соответствующих явлениям перенапряжения на электроде. Сопротивление Rv характеризует омическое сопротивление раствора в ячейке, а емкость Су - емкость конденсатора, образуемого электродами и раствором, находящимся между ними. [c.79]

При проведении лабораторных работ можно рекомендовать рН-метры рН-121, ЭВ-74 — иономер и другие приборы отечественного производства, а также рН-метры импортные, например, ОР-208, Ка(11оте1г и др., . Кроме того, созданы вольтметры для работы с такими малыми токами (10 2—10 А), что потенциал ячейки, измеренный этим прибором, не изменяется. Выпускаются вольтметры прямого отсчета, снабженные электронными усилителями для получения сигнала, который можно регистрировать с помощью цифрового счетчика (отечественные милливольтметры Ш,-1413, Ш,-4313, И-120) либо с помощью измерительного устройства, шкала которого отградуирована в единицах pH и в милливольтах. Эти приборы пригодны при работе с ячейками, обладающими и низким и высоким сопротивлением, и также называются рН-метрами. рН-Метры типа потенциометров дают более высокую точность и проще в эксплуатации, чем большинство приборов прямого отсчета. [c.123]

В условиях электрохимического анализа измерение аналитического сигнала практически всегда сопровождается отклонением электрохимической системы от фазового равновесия. Однако при прохождении через раствор бесконечно малых токов этим отклонением можно пренебречь и рассматривать электроды как находящиеся в равновесии с окружающим раствором. В этом случае термодинамическое описание фазовых равновесий позволяет выразить потенциал ячейки через химические потенциалы компонентов в растворах вблизи электродов. [c.105]

Электрогравиметрию применяют для определения таких металлов, как медь, никель, кадмий, а также для определения свинца в виде диоксида, осажденного на платиновом аноде, и хлорид-ионов в виде хлорида серебра, осажденного на серебряном аноде. В качестве материала для электродов, на которых происходит электроосаждение определяемых компонентов, чаще всего применяют платину (обычно в виде сетки) или ртуть (слой ртути на дне ячейки). Потенциал рабочего электрода устанавливают вручную или с помощью потенциостата. В этом случае применяют трехэлектродную ячейку. Для ускорения электролиза раствор перемешивают с помощью магнитной мешалки или вращением электрода. [c.543]

Потенциал ячейки равен разности потенциалов правого [на диаграмме ячейки, см. ур. (4.4-3) ] и левого электродов ячейки [c.177]

Потенциал ячейки (э д.с.) Е описывается следующим уравнением [c.390]

Электрод сравнения, изготовленный из фаз постоянного химического состава, характеризуется известным, постоянным (не зависящим от концентрации определяемого вещества) потенциалом. Важными требованиями к электроду сравнения являются обратимость, воспроизводимость и стабильность во времени. Обратимость означает, что направление электродной реакция можно изменить, поменяв полярность электрода. Воспроизводимость выражается стандартным отклонением потенциала ячейки при последовательных измерениях [c.391]

Поляризация экономичных ДСК-электродов в режиме катодного выделения водорода измерялась на круглых образцовых электродах с геометрической поверхностью 12 см . Измерительная ячейка схематически изображена на фиг. 102. Вспомогательным электродом служил в случае необходимости такой же экономичный никелевый ДСК-электрод, ибо оказалось, что выделение кислорода на никелевых ДСК-электродах также связано с относительно низкой поляризацией. Потенциал исследуемого электрода определялся по указанному в разд. 4.2 методу. В качестве электролита был выбран 5 н. КОН рабочая температура составляла 99 0,5° С. [c.302]

Когда два металла с разной электроотрицательиостью объединяются в ячейку, между ними возникает электрический потенциал. Этот потенциал (измеряемый в вольтах) подобен давлению воды в трубке. Он и есть тот насос , который толкает электроны по проволоке, соединяющей металлы. Чем больше разница в активности металлов, тем больше давление электронов, или электрический потенциал, ячейки. Для создания электрической проводимости внутри ячейки, т. е. для обеспечения переноса электронов, покидающих проволоку или внешний контур, гальванический элемент приготавливают внесением каждого металла в раствор своей соли. [c.527]

Так как реагенты (Zn и Си ) разделены барьером, электроны, которые отдает цинк, должны проходить по проволоке, чтобы достигнуть ионов меди. Чем больше различаюпя активности двух металлов, тем больше тенденция к переносу электронов и тем больше потенциал ячейки. Например, потенциал золото-цинковой ячейки выше, чем потенциал медно-цинковой. [c.529]

Следующий этап исследований — изучение потенциалов фильтрации углеводородных жидкостей. Исследования проводили на специальной установке. Основной ее элемент — измерительная ячейка, в которой находились образцы естественных кернов в виде цилиндров диаметром 0,03 м и длиной 0,04 м. Для измерений потенциалов использовали хлорсеребряные электроды диа метром 0,002 м, которые помещались в измерительную ячейку В процессе фильтрации создавались перепады давления в жидкости и наружного давления на керн. Потенциал регистрировали высокоомным потенциометром, а в качестве индикатора нуля использовали микроамперметр. Исследования проводили на экстрагированных образцах керна Арланского месторождения с проницаемостью 0,149 мкм (по воздуху) и пористостью 25,3 %. Методика измерения потенциалов фильтрации заключалась в следующем. Перед проведением экспериментов образец насыщали исследуемой жидкостью и при атмосферном давлении определяли потенциал асимметрии, который в опытах был равен 3 мВ. Результаты предварительных исследований показали практическую независимость потенциала фильтрации от нагрева ячейки на 3— 4 К, вызванного длительной работой электромагнита. Эксперименты проводились на модельных углеводородных жидкостях при различных скоростях фильтрации. При этом перепады давления составляли от 0,35 до 0,45 МПа. В процессе эксперимента заме-рялось количество отфилътровавщейся жидкости, а время фильтрации фиксировалось по секундомеру. Каждый эксперимент повторяли три раза. Полученные результаты для двух значений линейных скоростей фильтрации приведены на рис. 22. Эти результаты сравнивались с теоретической зависимостью, рассчитанной по формуле (4.6) при = 0,3 В. Как видно из рисунка, расчетные и экспериментальные данные совпадают, что свидетельствует о справедливости зависимости Гельмгольца—Кройта для принятых условий фильтрации полярных углеводородных жидкостей. [c.123]

Рис. 6-17. Зависимость электрохимического потенциала ячейки (V) и / 0 от О/М (О — электрохимический заряд, М — масса вступающего в реакцию графитового анода) для электрохимической реакции графита с 96%-ной Н2804 (синтеза МСС) [6-57]

При визуальном подборе чувствительности подают на ячейку потенциал предельного тока (приблизительно на 0,2—0,3 В более отрицательный потенциал, чем Е[/2) и, изменяя чувствительность прибора последовательно от более грубой к более точной, следят, чтобы перо самописца не выходило за пределы шкалы. Например, если шкала имеет десять делений, то чувствительность изменяют до тех пор, пока перо не остановится на восьмом или девятом делении. Далее чувст вительность подбирают более точно, устанавливая (при замкнутой це пи) начальное напряжение съемки, и автоматически (без записи) плав но меняют потенциал до достижения потенциала предельного тока При этом наблюдается следующая картина перо движется очень мед ленно (начальный участок полярограммы), быстро (средний восходя щий участок полярограммы) и вновь медленно (верхний участок поля рограммы). Начальное положение пера самописца или регистратора при изменении чувствительности прибора всегда должно оставаться одним и тем же, для чего используют соответствующие ручки управления прибором. [c.164]

Систематические ошибки измерения могут искажать значение параметра 2 , применяемого для получения информации о качественном составе веществ. 11апрнмер, в полярографии при определении потенциала полуволны могут быть получены неправильные значения напряжения ячейки, потенциала электрода сравнения, диффузионного потенциала и т. д. Ситуацию в таких случаях можно улучшить добавлением стандарта с определенным известным значенибм 2ст, например ионов Т1+, значение потенциала полуволны которых. —0,49 В, измеренное относительно насыщенного каломельного электрода, не зависит от фонового электролита. Координаты стандартного сигнала используют также н методах оптической атомной эмиссионной спектроскопии, ЯМР и т. д. [c.451]

Выполнение экспериментальных работ в электрохимическом практикуме, как, впрочем, и в научных исследованиях, связано с использованием большого комплекса аппаратуры для измерений тока, протекающего через электрохимическую ячейку, потенциала и заряда электрода, составляющих электродного импеданса и т. д. Для этих целей у нас в стране и за рубежом выпускаются специальные приборы потен-циостаты, гальваностаты, высокоомные вольтметры, кулонометры, мосты переменного тока, автоматизированные системы для проведения электрохимических и коррозионных намерений, В последние годы все шире используется импульсная техника в сочетании с аналого-цифровыми преобразователями и электронно-вычислительными ма-1иинами. [c.38]

Метод коммутаторной вольтамперметрии был предложен чехословацким ученым М. Калоусеком еще в середине 40-х годов и по существу является первым электрохимическим методом исследования промежуточных продуктов электродных реакций. Его принцип заключается в том, что с помощью специального механического нли электронного переключателя к ртутному капельному электроду (могут быть использованы также плоский электрод или электрод в виде висящей капли) попеременно с частотой 1 —100 Гц подключаются две независимые поляризационные цепи, позволяющие поддерживать или изменять по линейному закону два различающихся между собой значения потенциала (рис. 6.1). Таким образом, на ячейку с заданной частотой накладывается напряжение прямоугольной формы, причем в ходе первого (вспомогательного) полупериода на электроде идет катодный синтез исследуемого продукта, в ходе второго (рабочего) полупериода — его анодное окисление (анализ). При этом проходящий через ячейку ток фиксируют лищь во время рабочих полупериодов, ха- [c.198]

Если допустить, что неидеальностк растворенного вещества отражает ся на его коэффициенте активно сти, то можно сделать вывод, что для данной ионной концентрацйи-понижение диэлектрической проницаемости растворителя ведет к увеличению неидеальности. Иде альный электролит должен иметь коэффициент активности, равный единице, а из рис. 10-2 видно, что отклонение коэффициента активности от единицы тем больше, чем меньше диэлектрическая прони цаемость растворителя. Этот вы вод вполне понятен, если вспо мнить, каким методом определяют стандартное состояние электродного потенциала ячейки. В стандартном состоянии коэффициент активности приближается к единице, когда концентрация электролита приближается к нулю. Значит при бесконечном раз бавлении взаимодействие между ионами отсутствует. Следовательно, при конечных концентрациях начинается взаимодействие между ионами, которое и приводит к отклонению коэффициента активности от единицы. Чем меньше диэлектрическая проницае мость растворителя, тем сильнее будет выражено это взаимодей ствие между ионами. [c.358]

Следовательно, при поляризации переменным током часть его /р, пропорциональная мс, представляет ток перезаряжения двойного слоя. Другая часть тока (фарадеевский ток) /ф, пропорциональная Мг, характеризует скорость электрохимической реакции. Отношение I/1ф — <лГрС определяется тангенсом угла сдвига фаз. Измерение амплитудных значений потенциала электрода, поляризующего тока и угла сдвига фаз дает возможность рассчитать доли емкостного и электрохимического токов. Рассматривая последний ток, можно сделать заключения о характере самих электродных процессов. В общем случае емкость и сопротивление электрода зависят от потенциала, поэтому появляются искажения синусоидальной кривой, что затрудняет применение этого метода к изучению электрохимических реакций. Применением прямоугольного переменного тока удается снизить влияние тока перезаряжения двойного слоя. При подаче на электрод единичного прямоугольного импульса тока (рис. 127) скорость заряжения определяется емкостью двойного слоя с и сопротивлением электрической цепи г. Если внутреннее сопротивление электролитической ячейки мало, а генератор прямоугольных импульсов имеет низкое выходное сопротивление, то в силу малой величины постоянной времени цепи (т = гс) электрод будет заряжаться за время т = 5т . Следовательно, через время т все изменения потенциала электрода и силы поляризу-228 [c.228]

Стандартные электродные потенциалы других систем можно найти, включая их в ячейку, содержащую стандартный водородный электрод, и измеряя ее э. д. с. На рис. 13.3 приведен пример подобной ячейки, составленной из стандартных цинкового и водородного электродов. Два гюлуэлемента этой ячейки соединены солевым мостом, который не позволяет смещиваться двум электролитам, входящим в состав полуячеек, но обеспечивает прохождение электрического тока благодаря электролиту, которым этот мост заполнен, например, хлоридом калия. Э.д. с. рассматриваемой ячейки равна — 0,76 В. Вольтметр показывает, во-первых, что электроны во внешней цепи движутся от цинкового к водородному электроду, и, во-вторых, что значение стандартного потенциала 2л-электрода равно — 0,76 В. [c.308]

Электрохим. превращение данного компонента газовой смеси со 100%-ным выходом по току (т.е. отсутствие побочных электродных р-цнй) обеспечивается выбором индикаторного электрода и его потенциала. Необходимое постоянное значение разности потенциалов поддерживается благодаря тому, что сравнит, и индикаторный электроды выполняют из двух разных специально подобранных металлов, напр, из Аи и 2п, Аи и РЬ, N1 и С<1 (ячейки гальванич. типа). Разность потенциалов можно стабилизировать и посредством электронной системы с использованием третьего вспомогат. электрода (ячейки потенциостатич. тнпа). [c.459]

СТАНДАРТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ (нормальный потенциал), значение электродного потенциала, измеренное в стандартных условиях относительно выбранного электрода сравнения (стандартного электрода). Обычно С.п. находят в условиях, когда термодинамич. активности а всех компонентов потенциалопределяющей р-ции, протекающей на исследуемом электроде, равны 1, а давление газа (для газовых электродов) равно 1,01 -10 Па (1 атм). Для водных р-ров в качестве стандартного электрода используют водородный электрод (Pt Н [1,01 Ю Па], Н [й=1]), потенциал к-рого при всех т-рах принимается равным нулю (см. Электроды сравнения) С. п. равен эдс электрохимической цепи, составленной из исследуемого и стандартного электродов. Согласно рекомендациям ИЮПАК (1953), при схематич. изображении цепи (гальванич. ячейки) водородный электрод всегда записывается слева, исследуемый-справа. Потенциал исследуемого электрода считается положитель-ньпи, если в режиме источник тока слева направо во внеш. цепи движутся электроны, а в р-ре-положительно заряженные частицы. Напр., С. п. хлорсеребряного электрода равен эдс гальванич. ячейки [c.414]

ТО есть на поляризацию индикаторного электрода расходуется только часть налагаемого напряжения. Но при условии, что площадь поверхности анода во много раз больше, чем у катода, поляризацией анода можно пренебречь, потому что из-за малой плотности тока его потенциал будет оставаться нрактически постоянным. Если сопротивление раствора уменьшить, то слагаемым Ш можно пренебречь, потому что в полярографической ячейке редко возникают токи, сила которых выше нескольких десятков микроампер. Для снижения сопротивления в анализируемый раствор вводят избыток индифферентного электролита, или просто фона. В качестве фона пригодны различные соли щелочных и щелочноземельньк металлов, растворы кислот, щелочей, а также разнообразные буферные смеси. Нри этих условиях можно полагать, что практически все налагаемое на ячейку внешнее напряжение расходуется на изменение нотенциала индикаторного электрода, то есть в и Е . Перед регистрацией нолярограммы необходимо удалить из раствора растворенный кислород, который восстанавливается на ртутном электроде. Растворимость кислорода в разбавленньк растворах электролитов довольно высокая, около 10 " моль/л, поэтому он мешает полярографическому определению большинства веществ. Из раствора кислород можно удалить, барботируя через него какой-либо электрохимически инертный газ (азот, гелий, аргон). В этом случае ячейка должна быть достаточно герметичной, а избыток газа следует отводить через гидрозатвор. Во время регистрации нолярограммы, для того чтобы кислород воздуха не попадал в ячейку, над поверхностью раствора рекомендуется пропускать ток инертного газа. Для удаления растворенного кислорода необходимо 15-20 минут барботировать инертный газ, а при работе с низкими концентрациями вещества и в случае очень точньк измерений требуется увели- [c.165]

Прямая потенциометрия позволяет определять концентрацию или активность иона, если есть селективный электрод. Метод основан на сравнении потенциала индикат<ч)ного электрода (или потенциала ячейки при условии, что все потенциалы, кроме потенциала ивдикаторного з юктрода, при измерении постоянны), измеренного в растворе определяемого иона, с потенциалами, измеренными в двух или более стандартных растворах с известной концентрацией определяемого иона. Следует иметь в виду, что поведение ион-селективных электродов, в том числе и рН-чувствительного стекляышго электрода, может отклоняться от предсказываемого уравнением Нернста. [c.408]

Электродный потенциал — это потенциал ячейки из данного электрода в качестве катода и СВЭ в качестве анода. Соответствующая полуреакция на ивдикаторном электроде имеет вид [c.178]

Потенциал рабочего электрода можно регулировать, только изменяя внешнее приложенное напряжение. Однако, в соответствии с уравнением (7.2-4), орил влияет на значения всех потенциалов в ячейке, каждый из которых меняется по мере протекаиня электролиза. Поэтому единственный практический способ поддержания потенциала электрода при заданном значении заключается в непрерывном измерении потенциала матода относительно электрода сравнения. Потенциал ячейки можно поддерживать в выбранном диапазоне. Этот вид анализа называется электролизом при контролируемом потенциале катода (нли а ода). [c.386]

Потенциометрия основана на измерении потенциала ячейки, т. е. разности потенциалов между двумя электродами (индикаторным электродом и электродом сравнения) в отсутствие тока во внешней цепи. Это позволяет получить информацию о химическом составе раствора. Потенциал н область применения индикаторного электрода зависят от его природы и селективности. В потенциометрии используют два приема, а именно измерение потенциала электрода как функции активиости (концентрации) определяемого компонента (прямая потенциометрия) и измерение потенциала как функции объема реагента, добавляемого к пробе (потенциометрическое титрование). [c.389]

Поскольку концентрация хлс ид-ионов в электроде сргшнения постоянна, потенциал ячейки зависит от соотношения (Се ]/(Сб ]- [c.391]

Отаидартный потенциал ячейки Ре + Н2 - " Ре + 2Н оценивался Латимером [7б] 9° = -0,44 В. Значения его основывались на измерениях [88],при которых использовалась ячейка Ге/0,1М ГеСХ /Не О , Не с железными электродами, полученными яри восстановлении Рв202 [88], при электролитическом осаждении [78] и с амальгамой железа [88]. Возможная сшибка при измерении стандартного потенциала составляла 0,02 В. Стандартные потенциалы определялись в области pH < 5, При pH > 6 потенциал железного злектрода определялся активностью солей железа [89 - 91]. [c.37]

Простейшая электрохимическая ячейка состоит из дву электродов, разделенных проводником второго рода (ионньи проводником или электролитом). Электродом называют прово ник первого рода, находящийся в контакте с ионным прово ником. На границе между этими проводниками возникав скачок потенциала, называемый электродным потенциалом. И электродах протекают реакции окисления восстановителя (н анодах) и восстановления окислителя (на катодах). [c.6]