Электродвижущая сила теории

ТЕОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА И ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ [c.211]

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ТЕОРИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА [c.61]

Определение чисел переноса важно для проверки теории межионного взаимодействия, а также в связи с практическим применением чисел переноса в изучении электропроводности и электродвижущих сил. [c.369]

Согласно теории Аррениуса степень электролитической диссоциации а, определяющая долю ионизированных молекул в растворе, должна быть при заданных условиях одной и той же (независимо от метода ее измерения). При этом, согласно ее физическому смыслу, она не может быть больше единицы и меньше пуля. Однако многочисленные экспериментальные данные, полученные разными учеными, противоречили этим положениям теории. В качестве примера в табл, 13 приведены величины а для растворов соляной кислоты, вычисленные на основании измерений электрической проводимости ( i) и электродвижущих сил (02). [c.113]

Устройство гальванических элементов. В соответствии с теорией гальванического элемента можно составить элемент из двух электродов. Так, например, из меди, заряжающейся положительно, и цинка, заряжающегося отрицательно. Элемент можно составить и из двух одинаково заряженных электродов, например меди и золота (табл. 13), различающихся величиной потенциалов. В обоих случаях для возникновения электродвижущей силы (э. д. с.) имеет значение только абсолютная величина разности потенциалов двух электродов, а не знаки их зарядов. [c.48]

Основываясь на указанных фактах, А. Н, Фрумкин высказал предположение, согласно которому разность потенциалов между электрокапиллярными максимумами различных металлов обусловлена контактной разностью потенциалов между этими металлами. Это наблюдение весьма существенно с точки зрения теории электродвижущей силы гальванического элемента. Очевидно, электродвижущая сила любого гальванического элемента будет равна разности потенциалов нулевых точек металлов (образующих электроды гальванического элемента) плюс некоторый концентрационный член, который возникает вследствие [c.220]

Таким образом, при использовании теории сольватации ионов, выведены уравнения зависимости Ig 7O и Ig 7ц от свойств среды. С помощью этих выражений для Ig 7о можно в свою очередь вывести теоретически уравнения зависимости любых свойств электролитов от растворителя (растворимость, константа диссоциации, электродвижущая сила и т. д.), подобно тому, как с помощью выражения для записимости коэффициента активности 7 от копцептрации, выведенного па основании теории Дебая — Хюккеля, можно вывести выражения для зависимости любых свойств электролитов от концентрации. [c.187]

Измерение э. д. с. этой же пары металлов в обычной цепи осложняется тем, что величина электродвижущей силы будет зависеть также и от концентрации ионов металла в растворе. Электродвижущая сила будет обусловлена, кроме контактных потенциалов, переходом ионов из металла в раствор или обратно, т. е. теми явлениями, которые рассматривает теория Нернста. Это вызывает дополнительные скачки потенциалов. [c.384]

Это открытие в то время считали очень важным с точки зрения понимания электродвижущей силы гальванических элементов. В связи с тем что электроды гальванического элемента обычно являются различными металлами, предполагали, что электродвижущая сила гальванического элемента обусловлена контактной разностью потенциалов и равна ей. Таким образом, возникла так называемая контактная теория электродвижущей силы гальванического элемента. [c.218]

Однако указанное соответствие не является полным. В дальнейшем было обнаружено, что действие гальванического элемента связано с определенными химическими реакциями внутри него. Это стали расценивать как факт, опровергающий контактную теорию, по которой электролит не играет существенной роли с точки зрения величины электродвижущей силы гальванического элемента. [c.219]

Вальтер Фридрих Нернст (1864—1941)—немецкий физико-химик, в 1887—1889 гг. работал ассистентом В. Оствальда в Лейпциге, с 1894 г. профессор Геттингенского университета. По его инициативе в Геттингене в 1896 г. был построен Институт физической химии и электрохимии. Разработал теорию электролитического растворения металлов и электродных потенциалов и теорию диффузионных потенциалов. Впервые объяснил причину и механизм возникновения электродвижущих сил. В 1893 г. опубликовал учебник Теоретическая химия с точки зрения закона Авогадро и термодинамики , выдержавший много изданий (15-е издание вышло в 1926 г.). Лауреат Нобелевской премии (1920), [c.315]

Из термодинамической теории электродвижущих сил и электродных потенциалов известно, что потенциал реакции (ее ЭДС) Е связан с изменением энергии Г иббса AG при протекании данной реакции соотношением (6.13) [c.159]

Действительно, как уже отмечалось в разделе 6.3.2, в соответствии с термодинамической теорией электродвижущих сил и электродных потенциалов стандартное изменение энергии Гиббса ДС° химической реакции связано со стандартным потенциалом той же реакции соотношением (6.13 ) [c.165]

Существенно меньшее, значение имеет концентрация растворов, поскольку э. д. с. пропорциональна логарифму отношения концентрации потенциалопределяющих ионов в этих растворах. Если, Б частности, отношение концентрации ионов меди к концентрации ионов цинка в том же элементе Якоби—Даниэля изменить в 1000 раз, это повлечет изменение э. д. с. не более чем на 0,1 в. По теории электродвижущих сил это означает, что основным слагаемым,.от которого. зависит э. д. с., является контактная разность потенциалов. В сравнении с ней концентрационное слагаемое играет второстепенную роль. [c.84]

В последние годы щирокое развитие получили исследования в области высокотемпературной электрохимии, основанные на измерении электродвижущих сил. Оказалось, что этот метод, имеет ряд преимуществ. Большой вклад в развитие теории электролиза расплавленных электролитов внесли О. А. Есин, С. В. Карпачев, Ю. В. Баймаков, Ю. К- Делимарский, М. В. Смирнов и др. Так, в частности, было выяснено, что при высоких температурах в расплавах в равновесии с металлами участвуют ионы одного и того же элемента различных валентностей. [c.13]

Теория электрических цепей, очевидно, ведет свое начало с работ Г. Ома, который первым поставил изучение электротехнических объектов на математическую основу. Дело не только в том, что ему принадлежит известный закон, устанавливающий пропорциональную зависимость между силой постоянного тока и разностью потенциалов (напряжением). Он ввел и уточнил такие фундаментальные понятия, как сила тока, электродвижущая сила (эд.с.), напряжение, сопротивление [96], а также, по-видимому, и сам термин цепь , поскольку название его работы [292], упоминание о которой имеется в БСЭ [29], в переводе на русский звучит как Гальваническая цепь, обработанная математически . [c.7]

Сделанный Тейлором вывод о том, что измерение электродвижущих СИЛ элементов с жидкостным соединением и без него не дает никаких сведений относительно свободных энергий ионов, был развит Гуггенгеймом [19]. Гуггенгейм изучал вопрос о разности электрических потенциалов между двумя точками, находящимися в различных средах, и пришел к выводу, ЧТО эта величина является совершенно произвольной и не может быть определена через величины, подлежащие физическому измерению. Гуггенгейм проанализировал различие между этим электростатическим потенциалом и обычным потенциалом, который определяется в электростатике. Электростатика основана на математической теории воображаемой электрической жидкости, равновесие и движение которой полностью определяются электрическим полем. Подобного рода электричество фактически не существует в действительности существуют только электроны и ионы, и эти частицы существенно отличаются от гипотетической электрической жидкости тем, что они все время движутся по отношению друг к другу их равновесие является термодинамическим, а не статическим . Условия термодинамического равновесия этих систем при постоянных температуре и давлении можно найти с помощью уравнения [c.299]

Перенос кислоты, соответствуюш ий уравнениям (15), (16) и (17), определен для раствора с активностью и коэффициентом активности, равными единице (гипотетический идеальный раствор с моляльностью, равной единице), т, е. без учета влияния ионных атмосфер. Электростатическая теория этого влияния была рассмотрена в гл. П1, 10, причем было показано, что она приводит к уравнению Борна [уравнение (109) гл. Ш]. Если в этом уравнении заменить 1п/ (() соответствующим выражением для электродвижущей силы, тогда для 1,1-электролита при 25° получается уравнение [c.321]

Точная природа перенапряжения не известна, однако было предложено много различных теорий для объяснения этого явления. Например, перенапряжение водорода пытались объяснить образованием гидридов, приводящих к возникновению противодействующей электродвижущей силы. Перенапряжение объясняли также наличием высокой концентрации атомного водорода у поверхности катода. Водород отдает свой электрон катоду, создавая, таким образом, противодействующую электродвижущую силу. Другие теории основаны на предположении, что замедленной стадией является разряд ионов водорода и что переход протона из раствора к электроду требует определенной энергии [4]. Катодами, на которых перенапряжение особенно велико, являются металлы с низкой температурой плавления, например ртуть. [c.315]

Электродвижущие силы. Теория гальванического элемента. Еще в ХУИ1 в. было замечено, что на границе раздела металл — вода (или раствор электролита) возникает разность электрических потенциалов. [c.44]

Книга предназначается в качестве учебника для студентов химико-технологических вузов. В ней последовательно изложены основные положения теоретической электрохимии —прохождение тока через растворы электролитов, теория сильных электролитов И ее применения, явления сольватации ионов, теория возникновения электродвижущих сил, теория электро-каниллярных явлений и электродных процессов при выделении металлов. Уделено также внимание некоторым особым случаям электролиза — растворению металлов на аноде, образованию сплавов, электролизу с наложением переменного тока, электролизу неводных растворов и расплавов. Отдельные главы посвящены основам теории аккумуляторов и электрохимической коррозии. В заключительной главе учебника рассматриваются теоретические основы некоторых электрохимических процессов, нашедших применение в промышленности. [c.2]

Уравнения (10.30) и (10.32) следуе рассматривать как математическое выражение основных положений гидратациониой (сольватационной) теории электродвижущих сил и электродных иотенциа-лов. Э.д.с. и стандартный электродный потенциал иредставлены здесь в виде суммы двух слагаемых. Первое из них определяется свойствами электродов, второе — свойствами потенциалопределяю-щих ионов и природой растворителя. [c.225]

И менее точен, но зато значительно проще, чем метод Тизелиуса. На полоску фильтровальной бумаги, увлажненной буферным раствором, наносят в форме поперечной черточки или пятна исследуемый биоколлоидный раствор. Полоску помещают в горизонтальном положении в закрытое пространство, а концы ее погружают в буферный раствор, где находятся электроды. После подключения источника электродвижущей силы электрическое поле вызывает движение компонентов, находящихся в черточке или пятне, вдоль полоски. Скорость перемещения компонентов зависит от их электрофоретической подвижности. Через некоторое время электрофорез прекращают, бумагу высушивают и погружают в раствор красителя, который на биоколлоиде адсорбируется сильнее, чем на бумаге. По полученному изображению видно положение компонентов в конце электрофореза, и можно судить об их числе и электрофоретической подвижности. Из сказанного выше видно, что бумага играет роль пористой среды, препятствующей растеканию компонентов и их конвективному перемешиванию со средой, в которой протекает электрофорез . В последнее время вместо бумаги используют гелеобразные среды (агар-агар, желатин), которые дают более резко очерченные зоны. Электрофорез на бумаге (и в других средах) сопровождается побочными явлениями, такими, например, как перенос вещества, вызываемый миграцией испаряющегося буфера (Машбёф, Ребейрот и др., 1953 г.). Кроме того, было установлено (Шелудко, Константинов, Цветанов, 1959 г.), что, например, в желатине не только сама электрофоретическая подвижность некоторых красителей меньше, чем в воде или водных растворах, но и соотношение между подвижностями компонентов в этом случае совсем иное. Эти особенности метода еще не до конца изучены. Поскольку рассматриваемый метод имеет важное практическое значение, различные проблемы создаваемой в настоящее время теории электрофореза в пористых и гелеобразных средах п разнообразные методы его использования являются предметом многих научных трудов. Некоторое представление о них читатель может получить из монографии [6 1. [c.158]

Величины энергии сольватации ионов, рассмотренные в предыдущих параграфах, как и величины энергии сольватации молекул, которые будут рассмотрены в следующей главе, имеют большое значение в теории растворов, так как ими определяются многие их свойства. Данные о химической энергии сольватации вместе с данными об энергии кристаллической решетки соли определяют такое важное свойство электролитов, как растворимость. Химические энергии сольватации ионов и молекул электролита вместе с данными о сродстве иопов диссоциирующих веществ определяют положение равновесия между ионами и молекулами электролита, т. е. константу их диссоциации. Химическая энергия сольватации ионов в значительной степени определяет электродвижущую силу химических элементов. Наконец, химическая энергия сольватации протонов определяет абсолютную кислотность растворов. [c.183]

В книге изложены современные теории прохождения тока через растворы электролитов приведены основные положения теории слабых и сильных электролитов рассматриваются электродвижущие силы гальванических элементов и скачки потенциалов, возникающие на границе фаз описываются концентрационные элементы и условия их применения анализируется строение, свойства и теория двойного электрического слоя даны сведения об электрокапиллярных и электроки-нетических явлениях приводится анализ природы и особенностей электродной поляризации рассматриваются современная теория и закономерности электроосаждения металлов из растворов их простых и комплексных солей представлены новейшие данные по коррозии металлов и явлению пассивности. [c.2]

К началу нащего столетия природа электродвижущей силы гальванического элемента рассматривалась с двух точек зрения. Согласно первой, контактной теории Вольта, источником э. д. с. считали контакт между двумя металлами. По второй, химической, теории скачок потенциала целиком связывали с явлениями, протекающими на границе между металлом и раствором. По этой теории, при отсутствии иоппого двойного слоя на поверхно- [c.10]

Будущий знаменитый немецкий физик и физикохимик родился в 1864 г. в заштатном городке Бризене (ныне он называется Вомбжезно и находится на территории Торуньского воеводства в Польше). С девятнадцати до двадцати трех лет талантливый юноша сменил четыре университета, стараясь как можно полнее удовлетворить жажду знаний. Он учился сначала в Цюрихе, затем — в Берлине и Граце и, наконец, в Вюрцбурге. В 1887 г. он представил и успешно защитил диссертацию Об электродвижущих силах, вызванных магнетизмом в металлических пластинах, через которые проходит тепловой поток . После этого молодой ученый стал ассистентом одного из ведущих физикохимиков Европы Вильгельма Оствальда и работал вместе с ним в Лейпциге. Через семь лет ученый получил должность профессора в Гёттингенском университете впоследствии он возглавил Институт физической химии в Берлине. В это время он разработал теорию гальванического элемента, развил свои исследования по электрохимии и начал заниматься общими вопросами термодинамики. К 1906 г. он совершил научное открытие, которое его прославило он сформулировал третий закон термодинамики, который связан с понятием об абсолютном нуле температур. Этот ученый был не только теоретиком, но и умелым изобретателем, который создал водородный электрод , свинцовый аккумулятор и электрическую лампу со стерженьком накаливания из оксидов циркония, тория и иттрия. Кто же этот ученый [c.275]

Нернст, первый объяснивший происхождение электродвижущей силы на основании теории осмотического давления, дал формулу для вычисления разности потенциалов, которая суще-. ствует в месте соприкосновения металла с раствором его hohobi. Если —потенциал в вольтах, К —газовая константа, выражеи- [c.55]

Лодж [54] показал, что можно непосредственно наблюдать движение ионов, а Уэзем [55], Нернст [56], Мэзон [57] и особенно Денисон и Стил [58] разработали метод, с помоп1 ыо которого можно количественно определять числа переноса по скорости передвижения границы между двумя растворами. В дальнейших исследованиях Кэди [59], Смита [60], Мак-Иннеса [61] и Лонгсворта [52а] этот метод был значительно усовершенствован, и в настоящее время он является весьма точным. В связи с важностью определения чисел переноса для проверки теории междуионного притяжения, а также в связи с практическим применением чисел переноса в исследованиях электропроводности и электродвижущих сил ниже приводится в общих чертах описание метода определения чисел переноса по скорости перемещения границы между двумя растворами. [c.158]

Результаты определения стандартного потенциала в случае смесей с таким низким значением диэлектрической постоянной, как это имеет место для смеси, содержащей 82% диоксана, не являются надежными. Это обусловливается несколькими причинами. Во-первых, теория Дебая и Гюккеля в форме расширенного уравнения Гронвола, Ла-Мера и Сэндведа неприменима в случае растворов с диэлектрической постоянной, равной 10 и менее, поскольку второй член полного уравнения при этом весьма велик. Так, при концентрации кислоты порядка 0,001 М этот член больше, чем первый член. Во-вторых, в настоящее время еще нет достоверных определений электродвижущих сил при концентрациях кислоты, меньших чем [c.317]

В настоящем параграфе будет подробно рассмотрен вопрос о коэффициенте активности и других термодинамических свойствах соляной кислоты, определенных с помощью экспериментальных данных по электродвижущим силам. При этом будет показано, в какой степени нрименима теория междуионного притяжения и каковы дополнительные параметры, необходимые для отражения опытных данных. [c.322]

В ГЛ. VI, 6, В связи С предельным уравнением теории междуионного притяжения было рассмотрено определение чисел переноса некоторых электролитов методом движущейся границы. В гл. X, 6, было показано, что число переноса электролита можно определить из данных по измерению электродвижущих сил элементов с жидкостным соединением или без жидкостного соединения по уравнению (64) гл. X. Этот метод был применен Харнедом и Дреби [37] в работе по определению числа переноса катиона хлористоводородной кислоты в водном растворе и в смесях диоксан — вода при температурах О—50°. Полученные результаты представляют собой. исчерпывающие сведения о зависимости чисел переноса электролита от концентрации, температуры и состава растворителя. [c.333]

Это уравнение часто применялось нами для экстраполяции данных, полученных путем измерений электродвижущих сил. Согласно теории Гюккеля, член Вс учитывает влияние изменения диэлектрической постоянной при изменении концентрации соли. Понижение диэлектрической постоянной при добавлении ионов обусловливает высаливание ионов и приводит к увеличению коэффициента активности. Это действие соответствует появлению сил отталкивания между ионами и противоположно по знаку влиянию междуионного притяжения, которое выражается первым членом в правой части уравнения (32). Наоборот, если при увеличении концентрации соли диэлектрическая постоянная возрастает, то ионы всаливаются , член Вс является отрицательным и коэффициент активности уменьшается. Эти явления соответствуют солевым эффектам, которые, согласно теории Дебая и Мак-Олея (гл. III, 10), прямо пропорциональны сумме обратных радиусов ионов S Хотя факт изменения диэлектрической постоянной при увеличении концентрации ионов и не подлежит сомнению, однако есть все основания считать, что это влияние не является единственным существенным фактором в случае концентрированных растворов. Поэтому данное уравнение следует рассматривать в основном как эмпирическое. [c.359]

Элементы без жидкостного соединения, содержапхие смесь электролитов, были впервые применены Харнедом [7], который исследовал влияние растворов хлористого калия различной концентрации на коэффициент активности Ю,1 М раствора соляной кислоты. Лул1ис, Эссекс, Мичэм [8] и Чоу Минг [9] также исследовали такого рода элементы для того, чтобы измерить коэффициент активности соляной кислоты в растворах хлористого калия при обпхей ионной силе, равной 0,1 М. Один из выводов, сделанный Харнедом на основании этих измерений, состоял в том, что коэффициент активности, а также относительное парциальное молярное теплосодержание данного си-льного электролита в растворе другого электролита являются прежде всего функцией обш ей концентрации электролита или, как показали Льюис и Рендалл, обш ей ионной силы. Этот вывод находится в соответствии с основными уравнениями теории междуионного притяжения, поскольку в эти уравнения всегда входит Г /2 функция концентраций всех ионов и их валентностей. После этих работ и возникновения теории междуионного притяжения были выполнены весьма обширные исследования электродвижущих сил элементов со смесями электролитов. Результаты [c.418]

К 80-м годам. прошлого столетия были известны законы Фарадея и эксперименты Г. Деви. Вместе с дуалистической теор ией Берцелиуса они привели к представлениям О том, что электр ический ток в растворах переносится заряженными чa тицaiM и, говоря современным языком, — ионами, однако тоща считали, что ионы возникают в растворе в результате приложения к ним электродвижущей силы извне, хотя уже И во времена Берцелиуса высказывались мнения [c.28]

В СССР большую работу по термодинамике растворов электролитов провел А. И. Бродский и его школа. Работы Бродского суммированы в его книге Досл1ди з термодинам -ки та eлeктpoxiмп розчин1в и в ряде статей. В своих работах Бродский на основании теории Дебая—Хюккеля рассмотрел вопрос о влиянии растворителя на электродвижущую силу элементов и определил коэффициенты активности ряда солей Б спиртах и в смесях спирта с водой. В этот же период Бродский, одним из первых, исследовал свойства растворов электролитов оптическими методами (спектры комбинационного рассеяния, рефракция). [c.51]

Таким образом, пользуясь теорией сольватации ионов, мы вывели уравнения зависимости величин lgToИ 1 уц от свойств среды. С помощью этих выражений для lg x,, можно, в свою очередь, вывести теоретически уравнения зависимости любых свойств электролитов от растворителя (растворимость, константа диссоциации, электродвижущая сила и т. д.),подобно тому, как с помощью выражения для зависимости коэффициента активности у от концентрации, выведенного на основании теории Дюбая — Хюккеля, мож1но вывести выражения для зависимости любых свойств электролитов от концентрации. [c.356]

К началу XX века в электрохихмии господствовала химическая теория в таком виде, какой придал ей Нернст. Согласно теории Нернста, металл, приведенный в соприкосновение с раствором, либо посылает в него ионы, если его упругость растворения больше, чем осмотическое давление ионов в растворе, либо, наоборот, на металле будут выделяться ионы, если осмотическое давление их будет выше, чем упругость )астворения. Таким образом, возникает заряд на электродах. 1о Нернсту этот процесс является единственным источником электродвижущей силы. Если упругость растворения равна осмотическому давлению, то в таком нулевом растворе не будет перехода ионов и металл не будет заряжаться. Между металлами, погруженными в нулевые растворы, согласно Нернсту, не должно быть разности потенциалов. Потенциал металла в этих условиях по отношению к нормальному водородному электроду есть абсолютный Потенциал ло теории Нернста. Этот абсолютный нуль потенциала реализовали, принимая в качестве такового потенциал максимума электро-капиллярной кривой ртути, т. к. в максимуме заряд поверхности ртути равен нулю. [c.706]