Гиббса энергия в гальваническом элементе

Используя значение энергии Гиббса, можно вычислить константу равновесия реакции, протекающей в гальваническом элементе, из следующего соотношения [c.58]

Если химическая реакция в гальваническом элементе протекает обратимо, то связь между э.д.с. и изменением энергии Гиббса в окислительно-восстановительном процессе при постоянных температуре и давлении может быть выражена соотношением [c.58]

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]

Решение. ЭДС гальванического элемента (в данном случае кадмиево-цинкового) связана с изменением энергии Гиббса следующим уравнением ДС = —гГЕ°, где ° = ф d +/ d Ф°zп +/zп = = -0,403-(-0,763) = 0,36 В 2 = 2 /= = 96 500 Кл/моль (1 Кл = = 1 Дж/В). Следовательно, АО = — 2 96 500 0,36 = — 6,95 X X 10 Дж= —69,5 кДж. [c.101]

Уравнения ( 1.19) и ( 1.24) можно использовать для нахождения термодинамических функций, характеризующих химические реакции, которые протекают в гальваническом элементе. Так, величина э. д. с. дает изменение свободной энергии Гиббса, а ее стандартное значение " связано с константой равновесия химической реакции Кр- [c.110]

Приведенное уравнение связывает ЭДС с константой равновесия реакции в гальваническом элементе. Поскольку электродвижущую силу, как известно, можно рассчитать, используя стандартные электродные потенциалы ( "), мы имеем один из точных методов определения стандартных энергий Гиббса и констант равновесия [c.158]

Вычислите изменение энергии Гиббса и электродвижущую силу гальванического элемента в стандартных условиях. [c.38]

Стандартная э. д. с. Е° гальванического элемента связана со стандартной энергией Гиббса AG° протекающей в элементе реакции соотношением [c.186]

В предыдущих разделах этой главы были рассмотрены вопросы термодинамики гальванических элементов и электродных процессов. Было показано, что источником электрической энергии гальванического элемента является химическая реакция, энергня Гиббса которой определяет величину э. д. с. Так, например, э. д. с. элемента Якоби (рис. IX.3) определяется работой, выигрываемой при переносе [c.245]

Соотношение (2.30) между стандартным изменением энергии Гиббса процесса и константой его равновесия является универсальным. Оно применимо к любому равновесию - к диссоциации электролита в растворе (см разд. 6.5), к равновесию между кипящей жидкостью и сухим насыщенным паром (в этом случае величина К равна давлению пара прн данной температуре), к равновесию растворенное вещество - насыщенный раствор (величина К равна концентрации вещества в насыщенном растворе, т. е. растворимости). Сочетание уравнений (2,30) и (2.27) позволяет найти константу равновесия окислительно-восстановительной реакции по эдс гальванического элемента, действие которого основано на этой реакции. Из (2.30) следует, что АС <0 отвечает К>. Это означает, что в равновесной смеси преобладают продукты реакции и при больших положительных значениях К реакция идет практически до конца. Наоборот, если АС >0, то в равновесной смеси преобладают исходные вещества (/С<1), т. е. реакция практически не идет. Если же АС - О, то ЛГ - I и реакция одинаково проходит как в прямом, так и в обратном направлении. Например, при 25 С для реакции [c.210]

Развитие термодинамики во второй половине XIX в. позволило подойти к вопросу об энергии гальванического элемента, опираясь на первое и второе начала термодинамики. В этом отношении большое значение имели исследования В. Гиббса (1878 г.) и Г. Гельмгольца (1882 г.). В 1889 г. В. Нернст выдвинул осмотическую теорию э. д. с. гальванического элемента и дал уравнение, связывающее э. д. с. с осмотическим давлением раствора. Эта теория, основанная на искусственном, не имеющем физического смысла представлении об упругости растворения металлов как некотором давлении, выталкивающем ионы металлов в раствор, в настоящее время отброшена. Уравнению же Нернста дано иное, строго термодинамическое обоснование. В. А. Тюрин в 1890 г. вывел термодинамическое уравнение для э. д. с, элемента, электроды которого представляют собой амальгаму различной концентрации, имеющее тот же вид, что и уравнение Нернста. [c.13]

В 98 было показано, что протекающей в гальваническом элементе окислительно-восстановительной реакции соответствует э.д.с. этого элемента Е, связанная с изменением энергии Гиббса АО реакции уравнением [c.279]

Большое значение для выяснения вопроса об энергии гальванического элемента имели работы Гиббса (1878 г.) и Гельмгольца (1882 г.). Они установили связь между максимальной работой, производимой химической системой, и тепловым эффектом химической реакции и показали ограниченность принципа Томсона, считавшего, что электрохимическая работа равна теплоте химической реакции. [c.10]

Вычислите ЭДС и изменение величины энергии Гиббса для гальванического элемента, образованного магнием и цинком, погруженными в растворы их солей с концентрациями ионов (моль/л) Сщг+ =1,8-10 , zn + = 2,5-Ю 2. Сравните с ЭДС гальванического элемента, образованного стандартными электродами тех же металлов. [c.142]

Электрическая энергия гальванического элемента создается за счет уменьшения энергии Гиббса в ходе протекающей в нем химической реакции или другого процесса. [c.49]

Таким образом, изменение энергии Гиббса при окислительновосстановительных процессах служит источником э.д.с. гальванических элементов. Измерив Е, можно вычислить по уравнению (2.26) АО реакции, происходящей в гальваническом элементе. [c.191]

Итак, если известны значения электродных потенциалов, то можно вычислить э.д.с. элемента и далее изменение энергии Гиббса в окислительно-восстановительном процессе. Э.д.с, гальванического элемента можно,с достаточно высокой точностью измерить и экспериментально. На этом основан один из очень немногих методов экспериментального определения АО. [c.58]

Основная задача потенциометрического метода исследования — изучение физико-химических характеристик окислительно-восстановительных реакций, осуществляемых в гальванических элементах. Конструкция этих элементов дает возможность вычислить значения Ав процессов, а они в свою очередь — изменения энергии Гиббса [c.91]

Эксперимент 3.2. Измерение э. д. с. гальванического элемента и определение изменения энергии Гиббса в окислительно-восстановительной реакции [c.59]

Проведение химической реакции в обратимых условиях дает возможность экспериментально определять термодинамические характеристики токообразующего процесса. Прохождение электрического тока через электрохимическую ячейку сопровождается переносом ионов. Затраченная на это электрическая работа равна произведению перенесенного заряда на разность потенциалов. Если перенесен 1 моль ионов электролита, то электрическая работа А = игР. Если процесс проводится обратимо при постоянных р и Г, то эта работа равна убыли энергии Гиббса токообразующего процесса, а и=Е, где Е — ЭДС гальванического элемента [c.219]

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]

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]

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]

Определение стандартной ЭДС. Знание стандартной ЭДС ( ) позволяет определить ЭДС соответствующего гальванического элемента при различных активностях реагирующих веществ [уравнение (2.23)], найти стандартную свободную энергию Гиббса ( = — АО ЧпР), [c.111]

В соответствии с уравнением (1.13.23) гальванический элемент выполняет работу, равную изменению энергии Гиббса, взятому со знаком минус (см. 3 гл. III) [c.316]

Определение энергии Гиббса процесса. Подобно энтальпии ЛЯ и энтропии 5 величину ЬС физико-химических процессов можно определить экспериментально. Один из широко применяемых методов определения ДС окислительно-восстановительных реакций заключается в проведении их в гальваническом элементе и измерении его электродвижущей силы (эдс). Рассмотрим этот метод определения ДС7 на примере реакции вытеснения цинком меди из раствора сульфата меди [c.203]

Для р< акции, протекающей обратимо в гальваническом элементе, дано урапнение зависимости э. д. с. от температуры. При заданной температуре Т вычислите э, д. с. Е, изменение энергии Гиббса АС, изменение Э1тальпии АН, изменение энтропии А5, изменение энергии Гельмгольца ДЛ и теплоту Q, выделяющуюся или поглощающуюся в этом процессе. Расчет дроизводите для 1 моль реагирующего вещества. [c.317]

Электрическая энергия, получаемая в гальваническом элементе, есть результат непосредственного преобразования химической энергии в энергию электрического тока. Поскольку химическая энергия любого веш,ества выражается энергией Гиббса данной. массы вещества, энергия электрического тока, получаемого в ре- чультате работы гальванического элемента, В1>фазится величиной изменения энергии Гиббса при суммарной реакции, осуществляемой в гальваническом элементе. В данном случае, т. е. для работы медио-цинкового элемента, энергия получаемого в гальваническом элеме ггк электрического тока равна изменению энергии Гиббса в реакции [c.204]

По найденному значению э. д. с. гальванического элемента рассчитывают изменение энергии Гиббса в скислительно-восстановительной реакции. [c.60]

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]

Окислительно-восстановительная реакция складывается из двух процессов — полуреакций окисления и восстановления, протекающих одновременно с переходом электронов от восстановителя к окислителю. Эти процессы могут происходить пространственно раздельно, но зависимо друг от друга, например в гальваническом элементе. Каждая полуреак-ция, как и реакция в целом, может быть охарактеризована изменениями энтальпии А Я , энтропии А 5° и изобарного потенциала (энергии Гиббса) А а также величиной работы, которую она может совершить. [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология