Гальванические элементы разность потенциала

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]

Э. д. с. гальванического элемента, т. е. наибольшая разность потенциалов между электродами его, равна алгебраической сумме отдельных разностей (скачков) потенциала, суи ествующих на поверхностях раздела между различными фазами, образуюш,ими элемент. [c.420]

Разность потенциалов электродов гальванического элемента называется его электродвижущей силой ЭДС( ). При расчете значения Е принято из значения потенциала фз электрода, записанного в обозначении состава гальванического элемента справа, вычесть значение потенциала ф1 электрода, записанного в обозначении состава слева, в начале записи Е = = Ф2—Ф1- [c.188]

Студентам следует разъяснить, что поскольку принятое правило записывать все полуреакции как восстановительные процессы и выбор потенциала водородного электрода в качестве нулевой точки отсчета произвольны, знак потенциала конкретной полуреакции не имеет решающего значения лишь знак напряжения всего гальваническою элемента (разность между двумя электродными потенциалами) может использоваться для установления направления самопроизвольного протекания реакции. [c.580]

ЭДС гальванического элемента Е равна разности условных электродных потенциалов его полуэлементов и Ег, если величиной диффузионного потенциала можно пренебречь [c.312]

Как бы мы ни изощрялись, мы не можем обойти эту трудность не существует методов измерения потенциала одного-единственного электрода — мы всегда измеряем лишь разность потенциалов между двумя электродами. Так как гальванический элемент содержит два электрода, можно считать, что измеряется э. д. с. гальванического элемента, а не потенциал каждого электрода в отдельности. Взаимосвязь между электродными потенциалами и э. д. с. гальванических элементов проста. Так как в гальваническом элементе разность потенциалов существует только на границах раздела электрод — раствор (мы пренебрегаем малым диффузионным потенциалом, возникающим на границе между двумя растворами) и во время работы элемента в обоих электродах течет взаимно противоположный ток, то э. д. с. равна разности между обоими электродными потенциалами (84 и вг) [c.152]

Если металлы погружены не в нулевые растворы, то на границах электродов с раствором возникают, кроме того, ионные двойные электрические слои. Таким образом, измеряемая э.д.с. гальванического элемента с двумя электродами и без диффузионных потенциалов между жидкими растворами складывается из контактного (вольта) потенциала металлов в воде как изоляторе и разностей потенциалов в ионных двойных слоях ф1 и ф2, возникающих в результате обмена ионами между металлами и раствором [c.536]

Определение потенциала отдельного электрода производят, как это описано выше, путем измерения разности потенциалов гальванического элемента, составленного из электрода сравнения с точно известным и постоянным значением потенциала и электрода, потенциал которого определяется. При измерении потенциалов через измеряемую цепь не должен проходить электрический ток. Это реализуется в компенсационной электрической схеме, на которой основано действие всех потенциометров. [c.28]

Электрохимическая цепь находится в равновесии, если на всех межфазных границах достигнуто равновесие и исключен диффузионный потенциал. В этом случае разность потенциалов между концами проводников первого рода, присоединенных к электродам, называется электродвижущей силой (ЭДС) гальванического элемента. [c.218]

Равновесное состояние электрода нарушается, когда через его поверхность течет ток. Потенциал такого электрода изменяется в зависимости от силы и направления внешнего тока. Направление изменения потенциала всегда препятствует сдвигу равновесия, а значит, и протеканию тока, как внешнего, так и возникающего в гальваническом элементе. Например, когда в гальваническом элементе течет ток, анод всегда становится более положительным, а катод — более отрицательным, что уменьшает разность потенциалов. [c.46]

Отрицательный электрод (анод) принято писать слева. Разность потенциалов гальванического элемента определяется суммой четырех скачков потенциала. Цифры на схеме указывают границы раздела фаз, на которых имеют место соответствующие скачки потенциала 1 — контактный потенциал 2 и 4 — скачки потенциала на границе металл — раствор его соли 3 — диффузионный потенциал. Наибольший интерес представляют скачки потенциала на границе металл — раствор его соли. [c.216]

Из разд. У.Б следует, что при замыкании электродов гальванического элемента металлическим проводником электрического тока в связи с нарушением термодинамического равновесия системы на его катоде устанавливается электростатический потенциал ф2п меньший, чем электродный потенциал ф2п, а на аноде — Фси больший, чем электродный потенциал фси- Следовательно, разность электростатических потенциалов электродов работающего гальванического элемента 11 = фси — ф2п будет меньше его э. д. с. = фс , — фгг, и < Е. [c.242]

Напряжение гальванического элемента — это предельное значение разности электродных потенциалов (напряжений) ф — q>j, при токе через элемент, стремящемся к нулю. В этом определении (Фд) — электродный потенциал правого (левого) электрода. [c.257]

Возникновение э. д. с. в гальванических элементах связано также с контактной разностью потенциалов, возникающей на границе соприкосновения двух металлов. Образование последней вызвано различной концентрацией свободных электронов (электронного газа) у отдельных металлов. Поэтому при контакте часть электронов переходит от металла с более высокой их концентрацией к металлу с меньшей концентрацией. Обычно измеряют относительные потенциалы металлов, принимая условно за нуль потенциал нормального водородного электрода. [c.121]

Разность потенциалов между электродом и раствором называется электродным потенциалом, а между двумя различными растворами— диффузионным потенциалом. Э. д. с. гальванического элемента определяется в основном разностью между электродными потенциалами. Потенциал металлического электрода, погруженного в раствор соли того же металла с активностью ионов а п+. вычисляют по формулам для 25° С [c.147]

Обращаясь вновь к рис. 4.10, вспомним, что кроме скачка потенциала на стеклянной мембране для всей цепи гальванического элемента следует учитывать потенциалы хлорсеребряного фа( с1 (расположенного внутри стеклянного шарика) и каломельного <рпв/Л) электродов. В результате разность потенциалов ф гальванического элемента, изображенного па рисунке, может быть выражена уравнением [c.96]

Разность потенциалов между обкладками этого слоя называется диффузионным потенциалом. Естественно, что если катионы и анионы имеют близкие подвижности, как например в случае KG1, то диффузионный потенциал близок к нулю. По этой причине при измерениях э. д. с. гальванических элементов, в которых имеются границы между растворами, для уменьшения диффузионного потенциала в качестве промежуточного электролита используют растворы КС1. Несколько позже мы найдем количественную связь между подвижностями ионов и диффузионным потенциалом. [c.174]

Для решения проблемы Вольта, т. е. вопроса о соотношении между контактными потенциалами и э. д. с. гальванических элементов, акад. А. Н. Фрумкин поставил задачу выяснения роли двойных слоев в создании э. д. с. Очевидно, что если выбрать такие концентрации электролитов, при которых не будет перехода ионов металла в раствор или в обратном направлении, то э. д. с. должна быть близка к контактной разности потенциалов. Такая концентрация электролита, при которой на электроде отсутствует заряд, обусловленный переходом ионов, носит название нулевой концентрации. Потенциал электрода, находящегося в растворе такой концентрации, называется нулевой точкой данного металла или потенциалом нулевого заряда. Существование контактной разности потенциалов вовсе не означает неправильность уравнения (IX.8), полученного из представлений, развивавшихся Нернстом. [c.191]

Разность электродных потенциалов — это электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента. Так как водородный электрод служит электродом сравнения, для которого о=ОВ, то измеряемая ЭДС рассматриваемого элемента — это потенциал медного электрода по отношению к водородному. Ниже значения электродных потенциалов будем обозначать символом Е (иногда пользуются символом ф), как и ЭДС электродных реакций. Таким образом, потенциалы металлов можно сравнивать по ЭДС гальванической цепи с водородным электродом. [c.326]

Разность электродных потенциалов Е — это электродвижущая сила (эдс) гальванического элемента. Так как водородный электрод служит электродом сравнения, для которого °н /н2 = = 0, то измеряемая эдс рассматриваемого элемента — это потенциал медного электрода по отношению к водородному. [c.261]

Абсолютное значение стандартного потенциала <р непосредственно измерить невозможно, так как в любом гальваническом элементе протекают две электродные реакции, и измеряемое напряжение элемента равно разности электродных потенциалов. Поэтому приходится пользоваться относительными электродными потенциалами. Условно принимают равной нулю величину водородного электрода (платиновый электрод в растворе кислоты, насыщенной водородом) при 25 С, давлении водорода 101 кПа и при концентрации ионов водорода в водном растворе, равной [c.206]

В данной работе необходимо 1) измерить э. д. с. окислительновосстановительного элемента 2) измерить потенциалы окислительно-восстановительного электрода по отношению к каломельному электроду и сравнить измеренную э. д. с. элемента с величиной, полученной по разности двух потенциалов 3) изучить влияние добавок различных веществ на окислительно-восстановительный потенциал и объяснить наблюдаемые закономерности 4) рассчитать по уравнению Нернста э.д.с. исследуемого гальванического элемента, используя данные справочника. Коэффициенты активности рассчитать по уравнению (Х1У.24), [c.304]

В общем случае ЭДС гальванического элемента представляет собой разность потенциалов между его электродами и равна алгебраической сумме отдельных скачков потенциала на границах раздела различных фаз, образующих элемент. Рассмотренный гальванический элемент можно записать так [c.252]

Разность потенциалов гальванического элемента, у которого один полуэлемент — стандартный водородный электрод, а второй — металл в данном растворе, принимается за электродный потенциал металла в данных условиях. Величина потенциала зависит не только [c.154]

Э. Д. С. гальванического элемента равна разности условных электродных потенциалов его полуэлемен гов ф( и фа, если величиной ди( -фузионного потенциала можно пренебречь [c.205]

Электродвижущая сила (Е) гальванического элемента определяется как разность двух электродных потенциалов - катода и анода, т. е. из потенциала окислителя (Уок.) вычитается потенции восстановителя (ув) [c.56]

Принципиально для конструирования гальванического элемента и яревращения убыли изобарно-изотермического потенциала — ДОг лри электрохимическом процессе в электрическую форму энергии можно использовать любую окислительно-восстановительную реакцию ионного типа. Рассмотрим работу никелево-цинкового (N1—2п) гальванического элемента (см. рис. 27). Электрический ток в нем возникает вследствие окислительного процесса, протекающего на границе Zn — раствор, содержащий ион Zп + (на цинковом электроде), и восстановительного на границе N1 — раствор, содержащий ионы N 2+ (на никелевом электроде). Цинковая и никелевая пластинки, опущенные в растворы своих солей, посылают в раствор разное количество ионов. Прн установившемся равновесии разность потенциалов на границах 2п — раствор и N1 — раствор по величине ле равна одна другой. Поверхность цинка имеет больший отрицательный заряд, чем поверхность никеля. Цинк обладает большей способностью посылать свои ионы в раствор, чем никель. При процессе 2п = 2п +-Ь2е —ЛОт больше, чем —АСг при процессе N1 = = Ы12+-(-2( . Когда цинковую пластинку с никелевой соединяют -проводником первого рода — медью, электроны с цинка перетекают а никель. Равновесие двойного электрического слоя на никелевом электроде нарушается, электродный процесс принимает обратное направление, иоиы N1 + из раствора переходят на никелевую пластинку. Нарушенное равновесие восстанавливается за счет того, что в раствор поступает новая порция ионов Zn + и разряжается эквивалентное число ионов N1 +. Снова возникает разное количество зарядов на цинковой и никелевой пластинках и переход электронов и т. д. В итоге на цинковом электроде протекает окислительный процесс Zп = Zп2+-t-2e(Zn). Электроны от цинковой пластинки переходят к никелевой 2e(Zn)- 2e(Ni). На никелевом электроде идет восстановительный процесс N +- -26(Ni) = N1. Запись пе(Ме) указывает, что электроны остаются в металле. [c.124]

Разность потенциалов между фазами различного состава (разными средами) не может быть экспериментально определена строго. Понятие электрического потенциала реально связано с однородной материальной средой. Экспериментально намеряемая разность электрических потенциалов всегда относится к двум образцам одного и того же металла (обычно меди), поэтому мы и говорим о правильно разомкнутом гальваническом элементе. [c.479]

Таким образом, э.д.с. гальванического элемента без переноса рассматривается как разность двух электродных потенциалов плюс некоторая постоянная, не зависящая от состава раствора. Э. д. с. элемента с переносом включает кроме этих величин еще и скачок потенциала на границе двух соприкасающихся растворов Афд, называемый диффузионным потенциалом. Например, для элемента с переносом — концентрационного элемента с двумя цинковыми электродами [c.498]

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 электродвижуш,ей. 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.419]

Реакция окисления - восстановления. Расчет Е про-водят согпасно уравнению (3.14.3) (см. с, 87 ). Так как практически измеряемой величиной является э.д.с. гальванического элемента (т.е. величина потенциала индикаторного электрода относительно потенциала какого-либо электрода сравнения э.с. значение которого известно в свою очередь относительно стандартного потенциала водородного электрода), то следует рассчитать э.д.с, в т.э. как разность значений т.э. Е э.с.> придерживаясь правил о знаках, приведенных выше (см,с, 124). [c.143]

Практически невозможно измерять потенциалы отдельного электрода. Поэтому необходимо составить гальванический элемент (электролитическую ячейку) из двух нолуэлементов с электродами, между которыми возникает разность потенциалов, при этом потенциал одного электрода постоянен и заранее известен. Такие электроды, относительно которых определяют потенциал индикаторного электрода, носят название электродов сравнения. По международному соглашению в качестве стандартного электрода сравнения принят стандартный водородный электрод (с. В.Э.). Но так как водородный электрод малопригоден в обычных условиях работы (трудоемкость его приготовления), то на практике используют другие электроды сравнения, например насыщенный каломельный электрод (нас. к. э.) или хлорсеребряный (х. С.Э.). [c.103]

Электронопроводящая фаза (металл, уголь, графит и пр.), вместе с раствором или расплавом электролита образует полуэлемент. Из двух полуэлементов получают электрохимическую цепь (гальванический элемент). Как видно, в электрохимических цепях имеются твердые фазы (левый и правый электроды) и жидкие фазы (растворы, примыкающие к электродам). Могут быть также и газовые фазы, граничащие с раствором н электродами (по свойствам близкие к вакууму). Разность потенциалов между двумя точками определяется работой, которую необходимо совершить, чтобы перенести элементарную частицу электричества из одной точки в другую. Если обе точки находятся в одной и той же фазе, то работа переноса заряда будет электрической и разность потенциалов между выбранными точками можно измерить или вычислить. Если точки лежат в двух разных фазах, то перенос элементарной частицы электричества будет связан не только с электрической работой, но и с химической, поскольку химические потенциалы этой частицы в разных фазах неодинаковы. Поэтому энергетическое состояние заряженной частицы характеризуется суммой химического потенциала и ее электрической энергии в данной фазе [c.161]

При замыкании гальванического элемента в одном из полуэле-ментов происходит реакция окисления, в другом — восстановления. Э. д. с. равна разности потенциалов полуэлементов из потенциала полуэлемента, в котором происходит восстановление (справа) вычитают потенциал полуэлемента, в котором происходит окисление (слева). [c.137]

Аналогично, для анода произойдет сдвиг потенциала в область более высоких значений, так как прианодное пространство обогащается ионами. В результате напряжение гальванического элемента уменьшится и тем сильнее, чем больше ве,пичина тока. А при электролизе понадобится большая разность потенциалюв, чем в условиях идеального перемешивания раствора. Такой вид по.пяризации электродов носит название концентрационной по гяризации. [c.287]

Диффузионный потенциал влияет на разность потенциалов гальванического элемента, и хотя обычно его вклад невелик, но все же его желательно уменьшить или устранить совсем. Для этой цели применяют так называемые солевые мостики, т. е. соединяют электродные растворы трубкой с концентрированным раствором электролита, не участвующего в электродных процессах. Подвижности катиона и аниона этого электролита должны иметь близкие величины (КС1, NH4NO3). Уменьшение диффузионного потенциала объясняется тем, что ионы концентрированного раствора проводят почти весь ток в зонах соприкосновения, а подвижности катиона и аниона практически одинаковы. [c.218]

При замыкании гальванического элемента возникает ЭДС, равная разности потенциалов полуэлементов из потенциала полуэлемент , в кofopoм происходит восстановление (справа, положительный электрод), вычитают потенциал полуэлемента, в котором происходит окисление (слева, отрицательный электрод). При такой записи ЭДС цепи будет положительной. Поэтому уравнение суммарной реакции записывают так, чтобы в левой части был металл отрицательного электрода (например, 2п + Си + 2п ++Си ). Концентрационной гальванический элемент, состоящий из двух сереО- [c.169]

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]

Для того чтобы практически протекал электролиз, разность потенциалов, приложенная к электродам, должна быть не меньше определенной величины, которая называется потенциалом разложения. Эта величина не может быть меньше, чем ЭДС гальванического элемента обратной реакции. Чаще он оказывается большим. Так, при электролизе однонормальных водных растворов сильных кислот и щелочей потенциал, разложения близок к 1,70 В. Во всех случаях происходит только разложение воды с выделением на анрде кислорода, а на катоде водорода. ЭДС образующейся цепи (На) [кислотаI (02)Pt равна 1,07 В. Потенциал раз- [c.263]

Как указано выше, процессы, протекающие в гальваническик элементах и при электролизе, являются окислительно-восстановительными. Но их направленность в обоих сопоставляемых случаях взаимно обратная. Следовательно, для проведения электролиза теоретически напряжение должно было быть равно э. д. с. гальванического элемента, но иметь противоположное направ ление. Так, например, э. д. с. гальванического элемента (—)Nii Ni2+( 2 l l2(+) равна 1,59 В. Данной величине теоретически равен и потенциал разложения раз- Однако фактически величина потенциала разложения соли Ni ij равна несколько большей величине, а именно раа<оп)=1,85 В. Разность между опытным (экспериментальным) и теоретическим значением потенциала разложения называют пере- напряжением. Иначе, перенапряжением называют разность между потенциалом разложения, действительно необходимым для протекания электролиза в данной электрохимической системе, и э. д. с. гальванического элемента, отвечающего этой системе. В приведенном нами примере оно равняется 1,85—1,59 = 0,26 В. [c.180]

Как указьшалось, процессы, протекающие в гальванических элементах и при электролизе, являются окислительно-восстано-вительными. Но их направленность в обоих сопоставляемых случаях взаимно обратная. Следовательно, для проведения электролиза теоретически напряжение должно было быть равно ЭДС гальванического элемента, но иметь противоположное направление. Так, например, ЭДС гальванического элемента (—) Ni Ni 2С1 СЬ( + ) равна 1,59 В, этому значению теоретически равен и потенциал разложения fpaa. Одако фактически потенциал разложения соли Ni l2 имеет несколько большее значение, а именно fpaa (01Ц = 1,85 В. Разность между опытным (экспериментальным) и теоретическим значением потенциала разложения или между потенциалом разложения, действительно необходимым для протекания электролиза в данной электрохимической системе, и ЭДС гальванического элемента, отвечающего этой системе, называют перенапряжением. В приведенном примере оно равно 1,85 - 1,59 = 0,26 В. [c.214]

Наконец, последний скачок потенциала Да8Ф = ф —ф . Алгебраическая сумма всех четырех скачков потенциала представляет собой э.д. с. гальванического элемента, равную разности потенциалов проводников М, находящихся справа и слева [c.498]

ЭДС любого гальванического элемента м лжно вычислить по разности стандартных электродных потегщиалов Прп этом следует иметь в виду, что ЭДС всегда положительная величина. Поэтому надо из потенциала электрода, имеющего большую алгебраическую велич1шу, вычитать потенциал электрода, алгебраическая величина которого меньше. Например, ЭДС мед Ю-цннкового элемента в стандартных условиях составит 0,34 —(—0,7(3) = 1,1 В. [c.159]