Гельмгольца элемент

Здесь у = /RT, где Ч — химический потенциал химического элемента в системе, определяемый соотношением = dF V, Т, /)/i9/(F—свободная энергия Гельмгольца) = А Т) =ехр [c.137]

Для реакции, протекающей обратимо в гальваническом элементе, дано уравнение зависимости ЭДС от температуры. При заданной температуре Т вычислите ЭДС Е, изменение энергии Гиббса АО, изменение энтальпии АН, изменение энтропии А5, изменение энергии Гельмгольца АА и теплоту Q, выделяющуюся иЛи поглощающуюся в этом процессе. Расчет производите для 1 моль реагирующего вещества. [c.336]

Рассмотрим теперь кратко некоторые термодинамические аспекты обратимых гальванических элементов. Если скомбинировать основное уравнение (52.20) с уравнением Гиббса—Гельмгольца (24.8), то для температурной зависимости электродвижущей силы получим соотношение, выведенное впервые Гельмгольцем [c.269]

Во второй половине XIX в., благодаря трудам Нернста, Гиббса, Гельмгольца и других ученых, были установлены основные термодинамические соотношения электрохимии, позволившие выявить связь между электрическими характеристиками гальванических элементов и тепловыми эффектами химических реакций, протекающих на электродах. [c.233]

К концу XIX в. стало окончательно известно, что основная причина электрического тока, производимого гальваническим элементом, — возникновение электродного потенциала, под которым подразумевается разность электростатических потенциалов между электродом и находящимся с ним в контакте раствором. Представления о строении границы между электродом и раствором, а так же о механизме возникновения электродного потенциала были разработаны в трудах Гельмгольца (1879 г.), Л. Ж. Гюи (1910 г.) и О. Штерна (1924 г.). [c.235]

Уравнения ( .62) и ( .63) носят название уравнения Гиббса — Гельмгольца и имеют важное значение в изотермических процессах, отличающихся тем, что их течение сопровождается совершением работы при видимом отсутствии изменения объема. К их числу относятся такие важнейшие процессы, как работа гальванического элемента, пластическая деформация, различные процессы в растворах, работа в электрическом и магнитном полях и т. д. [c.142]

Уравнение Гиббса—Гельмгольца удобно применять, когда сравнительно просто можно определить максимальную полезную работу. Например, если реакцию проводить обратимо в гальваническом элементе, то [c.97]

При изучении термодинамики гальванических элементов (электрохимических цепей) рассматривают суммарный процесс, протекающий в системе. При этом зависимость э. д. с. от температуры выражается соотношением Гиббса— Гельмгольца. Термодинамика отдельного электродного процесса обладает рядом характерных особенностей. При протекании отдельной электродной реакции 0+пе Н соответствующее изменение свободной электрохимической энергии может быть выражено через электрохимические потенциалы участвующих в реакции компонентов [c.246]

Вопрос о соотношении между э. д. с. и энергией химического процесса в гальваническом элементе был решен в работах Д. Гнббса (1873 г.) и Г. Гельмгольца (1882 г.). Термодинамическое уравнение Гиббса — Гельмгольца связало э. д. с. гальванического элемента с тепловым эффектом реакции и с зависимостью э. д. с. от температуры. В 1889 г. В. Нернст вывел термодинамическую зависимость э. д. с. от концентрации ионов в растворе. [c.10]

Уравнения Гиббса — Гельмгольца и Нернста легли в основу термодинамики электрохимических цепей. Параллельно с развитием теоретических представлений о механизме работы гальванических элементов конструировались различные химические источники тока и налаживалось их промышленное производство. [c.10]

В гальванических элементах (рис. 11.2 и 11.3) химические реакции на электродах протекают тем медленнее, чем большим сопротивлением обладает внешняя цепь (выводы, вольтметр). Принципиально можно замкнуть электроды проводником бесконечно большого сопротивления, и реакция будет идти бесконечно медленно, так что в каждый момент будет существовать равновесие между электродами и растворами. Такое течение реакции является обратимым. В случае термодинамически обратимого процесса получается максимальная электрическая работа. Она равна ЭДС элемента ( ), умноженной на переносимый заряд. Если во время реакции произойдет восстановление и окисление 2 моль однозарядных ионов, то, по закону М. Фарадея, перенесенный заряд равен где Р — число Фарадея. Электрическая работа при изо-барно-изотермическом процессе совершается за счет убыли энергии Гиббса, поэтому — АС = гРЕ. Подставив это выражение в уравнение Гиббса — Гельмгольца (2.39), получают — гРЕ = АН,— [c.170]

Соотношения (У.54), (У.55) и (У.56) обычно и называют уравнениями Гиббса — Гельмгольца. Исходя из уравнения (У.56) можно сказать, что электродвижущую силу гальванического элемента возможно получить из теплового эффекта реакции по принципу Бертло (а не из максимальной работы), если дЕ/дТ = О, т. е. если электродвижущая сила элемента не зависит от температуры. Принцип Бертло исторически был подтвержден как раз равенством Е = = —АЯ /г-23062 для случайно выбранного элемента Даниэля, основанного на реакции [c.117]

Связь э. д. с. элемента с тепловым эффектом реакции АН, температурным коэффициентом э. д. с. и изменением энтропии Л5 выражается уравнением Гиббса — Гельмгольца [c.263]

Величина напряжения разложения всегда больше э. д. с. Явление напряжения разложения было впервые замечено Гельмгольцем и описано подробно Лебланом, который и ввел термин напряжение разложения . По Леблану, до достижения величины напряжения разложения кривая —С/ (до точки О на рис. 81) будет расположена вблизи оси абсцисс, что указывает на прохождение через систему весьма малых остаточных токов . Остаточные токи в системе вызываются различными причинами, например присутствием таких примесей в растворе, которые могут реагировать на электродах при относительно меньших потенциалах, чем потенциалы выделения кислорода и водорода. Предполагается также, что остаточный ток может быть вызван работой газового элемента. [c.237]

Запишите уравнения Гиббса — Гельмгольца и обсудите их физический смысл. Рассмотрите их применение к теории гальванического элемента. Укажите слагаемое, выражающего теплоту обратимо работающего элемента. Какое слагаемое определяет теплоту необратимо работающего элемента [c.297]

При изучении химической реакции в электрохимическом элементе изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца при постоянстве соответствующих параметров определяются по уравнениям [c.56]

Рассмотрим применение уравнений Гиббса—Гельмгольца на примере работы гальванического элемента. [c.60]

Формула (4.45) является уравнением Гиббса—Гельмгольца. Нас будет интересовать его применение к гальваническому элементу. Поскольку —АС = zFE, [c.92]

Уравнение Гиббса — Гельмгольца для гальванических элементов [c.512]

Образование новой поверхности раздела фаз сопряжено с затратой работы на перевод части молекул из объемов фаз в поверхностный переходный слой. В изотермических условиях работа образования элемента поверхности раздела фаз dP равна приращению анергии Гельмгольца поверхности йи р [c.83]

По-видимоМу, впервые на целесообразность непосредственно го использования энергии Гиббса или Гельмгольца системы для определения химического состава равновесий указал Я. Б. Зель дович [15]. На основе условия G=I,mi ii и используя условия сохранения атомов каждого элемента в ходе реакции, он показал, что, хотя константы равновесия связаны с rtii нелинейно , существует только один набор равновесных величин т,, имеющих физический смысл, т. е. единственность состояния равно--весия. [c.113]

Резонансное поведение элементов дисперсных систем существенно влияет на величины скорости звука и поглощения. Характерными являются заполненные газом элементы объема пористых сред к паро-газовые пузырьки в жидкостях, которые в акустическом отношв НИИ ведут себя как резонаторы Гельмгольца. [c.33]

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]

Метод "абсолютного" титрования Каванаг основан на использовании принципа элемента Гельмгольца, т.е. гальванического элемента без жидкостного диффузионного потенциала. Например, если в раствор хлористоводородной кислоты опустить водородный и серебряный электроды, то их Е равн соответственно будут равны [c.147]

Естественно, что и до этого времени был получен целый ряд выдающихся результатов, на базе которых развивались те или иные разделы физической химии. Можно перечислить некоторые из них открытие адсорбции газов (К. Шееле — в Швеции, 1773 г., Ф. Фонтана — во Франции, 1777 г.), адсорбции из растворов (Т. Е. Ловиц — в России, 1785 г.) открытие каталитических реакций и установление представлений о катализе (Г. Дэви и Л. Тенар — в Англии, И. Берцелиус — в Швеции, начало XIX в.) открытие гальванических элементов и исследование переноса тока в электролитах, открытие электролиза (Л. Гальвани, А. Вольта — в Италии, В. В. Петров, К. Грот-гус — в России, Г. Дэви, М. Фарадей — в Англии, конец XVIII в. — начало XIX в.) исследование теплоты химических реакций (А. Лавуазье, П. Лаплас — во Франции, 1779—1784 гг., Г. Гесс — в России, 1836—1840 гг.) открытие первого и второго законов термодинамики (С. Карно — во Франции, Р. Майер, Г. Гельмгольц, Р. Клаузиус — в Германии, Дж. Джоуль, В. Томсон— в Англии, середина XIX в.) и последующее развитие тер-модинамического учения о химическом равновесии (К. Гуль-берг и П. Вааге —в Норвегии, Гиббс —в США). [c.7]

При изучении термодинамики гальванических элементов (электрохимических цепей) рассматривают суммарный процесс, протекающий в системе. В этом случае зависимость э. д. с. от тeмпepafypы выражается соотношением Гиббса — Гельмгольца. Термодинамика отдельного электродного процесса обладает рядом характерных особенностей. [c.261]

Этот вывод, 1сонечно, не означает, что работа расширения чем-то принципиально отличается от остальных видов работы. Это является просто следствием того, как мы определили вновь введенные функции А а G. Поэтому совершенно необоснованно, как это, к сожалению, иногда делают, называть член dW полезной работой. Поясним уравнение (1.13.22) [или (1.13.23)] конкретным примером если имеется гальванический элемент, обратимо работаюш,ий в изотермически-изохорных (или изотермически-изобарных) условиях, то работа электрического тока этого элемента есть уменьшение энергии Гельмгольца (или соответственно энергии Гиббса). [c.55]

Электроосмос, как и электрофорез, получил широкое применение. Для наблюдения электроосмоса, т. е. направленного движения жидкости через неподвижную пористую диафрагму под действием приложенной извне ЭДС, применяют приборы, схема одного из которых приведена на рис. 25.9. Основными элементами прибора являются и-образная трубка, пористая диафрагма Л, капилляр К-По сторонам от мембраны ползедены электроды от источника постоянного тока. Материалом для мембраны могут быть силикагель, глинозем, стеклянные капилляры, толченое стекло или кварц, различные нерастворимые порошки. Прибор заполняют водой и отмечают ее уровень в капилляре. После включения тока уровень жидкости в капилляре смещается влево или вправо Б зависимости от направления течения жидкости. Направление переноса жидкости указывает на знак -по-тенциала поверхности мембраны. Скорость переноса жидкости позволяет вычислить С-погенциал по уравнению Гельмгольца—Смолуховского [c.408]

Для химических реакций уравнения Гиббса—Гельмгольца — не единственный путь нахождения АО (большей частью важно знать именно АО, а не АГ). В других методах используется связь АО с суммами по состояниям (см. 8, гл. VIII) с константами равновесия (см. 4, гл. IX), с электродвижущими силами гальванических элементов (см. 7, гл. XXI). [c.110]

Согласно уравнению Гиббса — Гельмгольца А = —АН+ -1гТ дА1дТ)р, или А = Рр- -Т дА1дТ)р. Если Aэнергии химической реакции превращается в работу, а часть выделяется в виде теплоты в окружающую среду, т. е. гальванический элемент работает с нагреванием , если же [c.222]

Соотношение (VII. 2), называемое уравнением Гельмгольца — Смолуховского, связывает скорость относительного смещения фаз под действием внешнего поля с некоторой разностью потенциалов в двойном элеюрическом слое А (р. Для понимания природы этой величины и влияния на нее характера фаз перейдем к более полному рассмотрению условий образования и строения двойных электрических слоев на границах раздела дисперсной фазы и дисперсионной среды. Заметим, что излагаемая далее схема строения двойного слоя включает лишь те элементы, которые необходимы для анализа электрокинетических явлений и устойчивости дисперсных систем, но не может полностью количественно описать всю совокупность различных процессов на поверхностях раздела фаз. Ряд важных деталей теории строения двойных электрических слоев подробно рассматривается в курсах элeктpoxи fflи. [c.213]

Различают экстенсивные П.с. (обобщенные координаты, или факторы емкости), пропорциональные массе системы, и интенсивные П.с. (обобщенные силы, факторы интенсивности), не зависящие от массы системы. Экстенсивные П.с.-т-ра Т, давлениер, концентрации компонентов, их хим. потенциалы а,, Цг--- 1 11 напряженности электрич. Гельмгольца, энергия Гиббса, намагниченность и др. Интенсивные П. с.-т-ра Г, давление р, концентрации компонентов, их хим. потенциалы а,,. .., напряженности электрич. и магнитного полей и т. п. Значейие экстенсивного П. с. для системы равно сумме его значений по всем элементам системы (подсистемам), т.е. экстенсивные П.с. обладают св-вом аддитивности. Отнесение экстенсивного П. с. к еаини- [c.445]

Осн. понятие Т. и. с.-частная эволюция [i-й процесс в ф-ле (1)], т.е. агрегация f ,-x компонентов системы, участвующих в /-М процессе, на j-m уровне иерархии. В случае закрытой (простой) физ.-хим. системы агрегация структурных элементов - неравновесный самопроизвольный процесс, для к-рого убыль ф-ции Г иббса можно определить согласно второму началу термодинамики. Так, неравновесную кристаллизацию жидкости ниже т-ры плавления можно рассматривать как агрегацию зародышей кристаллизации (верх, иерархич. уровень) в объеме однородной жидкости (ниж. иерархич. уровень). Убыль ф-ции Гиббса системы можно вычислить по приближенному ур-нию Гиббса-Гельмгольца AG = АН АТ/Т ), где ДЯ-изменение энтальпии системы при кристаллизации, АТ=Т — Т>0 (Т -т-ра плавления в-ва, Т-т-ра кристаллизации переохлажденного в-ва). Аналогично можно вычислить убьшь ф-ции Гиббса для процессов агрегации структурных элементов при спирализации цепей ДНК, агрегации молекул белков или полисахаридов с образованием надмолекулярных структур, [c.536]

Рис. 2.80. Статистические отклонения уравниваний по цветности, предсказанные Стайлсом, в соответствии с преобразованным линейным элементом Гельмгольца в различных частях цветового графика х, у, МКО 1931 г. [626].

Рис. 2.80. <a href="/info/279307">Статистические отклонения уравниваний</a> по цветности, предсказанные Стайлсом, в соответствии с преобразованным <a href="/info/278562">линейным элементом Гельмгольца</a> в <a href="/info/445072">различных частях</a> цветового графика х, у, МКО 1931 г. [626].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология