Электрохимические системы цепи химические

Химические цепи. В зависимости от природы н свойств электродов, из которых составлена электрохимическая система, различают химические и концентрационные цепи. В химических цепях электроды отличаются друг от друга химическими свойствами. [c.280]

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ (ХИМИЧЕСКИЕ ЦЕПИ) [c.333]

К электрохимическим системам без химической реакции относятся системы, в которых при протекании тока происходят только одинаковые противоположно направленные окислительно-восстановительные реакции. К их числу относятся концентрационные цепи, которые будут рассмотрены в следующем параграфе, и аллотропные цепи. В аллотропных цепях электроды изготовлены из аллотропных модификаций одного и того же металла, они погружены в раствор собственных ионов различие химических потенциалов (и, следовательно, активностей) этих электродов порождает возникновение ЭДС. [c.333]

Рассмотрим электрохимические системы с химической реакцией (химические цепи), которые подразделяют на простыв и сложные. К простым химическим цепям относятся системы, в которых реакции на электродах протекают только вследствие различий свойств электродов, погруженных в один и тот же раствор. Один из электродов при этом обратим по отношению к катионам, другой — относительно анионов. [c.333]

На поверхности контакта двух проводящих фаз электрохимической системы (различной химической природы, агрегатного состояния и типа проводимости) наблюдаются скачки потенциала. Сумма скачков потенциала на всех границах раздела фаз равновесной электрохимической системы называется электродвижущей силой (ЭДС) элемента или цепи. Она может быть непосредственно измерена как разность потенциалов фаз, находящихся на концах цепи. Для электрохимических систем характерны три основные типа скачков потенциала скачки потенциала металл — раствор, раствор — раствор и металл — металл. [c.280]

Рис. 2. Схематическое изображение электрохимической системы а — равновесная электрохимическая система б —химический источник тока в — электрохимическая ванна / — внешняя цепь 2—электроды

Так как в реальном процессе переноса элементарного заряда из одной фазы в другую химическая и электрическая работы совершаются одновременно, то определить можно лишь общий энергетический эффект, отвечающий изменению электрохимического потенциала, но не отдельные его слагаемые. Поэтому найти экспериментально абсолютную разность электрических потенциалов (или скачок потенциала между двумя разными фазами) до сих пор не удалось. Э.д.с. электрохимической системы Е, напротив, можно непосредственно измерить она л.олжна, следовательно, отвечать разности потенциалов между двумя точками, лежащими в одной и той же фазе. Этими точками (см. рис. 7) могут быть точки Ь н д, находящиеся в одном н том же металле, или точки а и г, расположенные в вакууме вблизи поверхности металла. На рис, 7 изображена правильно разомкнутая электрохимическая цепь, на двух концах которой находится один и тот же металл. Если считать э,д.с. положительной величиной, то положительное электричество [c.30]

Имеются, однако, электрохимические системы, например, простои . химическая цепь с газовыми электродами [c.213]

В электрохимических системах происходит взаимное превращение энергии химических реакций в электрическую энергию и обратно. Применение законов термодинамики к электрохимическим системам позволяет рассчитать значения равновесных электродных потенциалов и э. д. с. электрохимических цепей. Для обратимой реакции [c.476]

Из обратимых электродов (полуэлементов) могут быть составлены обратимые электрохимические системы, называемые электрохимическими цепями (парами, гальваническими элементами). Различают два основных вида электрохимических цепей — химические и концентрационные. [c.487]

Под электрохимической системой следует понимать такую, в которой совершаются взаимные превращения химической и электрической форм энергии. Простейшая электрохимическая система состоит из двух электродов, опущенных в электролит и соединенных между собой металлическим проводником (рис. 84). Следовательно, электрохимическая система включает в себя фазы различной физико-химической природы электроды и внешняя цепь— твердые фазы, электролит — твердую либо жидкую фазу и, наконец, газ, граничащий с электродами и электролитом, — газовую фазу. На границе раздела фаз различной природы возникают скачки потенциалов. [c.412]

Химические цепи имеют большое практическое значение. Разнообразные химические источники тока — первичные (гальванические элементы) и вторичные (аккумуляторы) — представляют собой химические цепи. Рассмотренная водородно-кислородная, цепь является одним из видов так называемых топливных элементов. Такие элементы представляют собой электрохимические системы, которых протекает реакция окисления топлива или продуктов его переработки (водорода, оксида углерода, водяного газа и др.). Элементы характеризуются высоким коэффициентом использования топлива (70—80%) по сравнению с 30—40% теплосиловых установок, производящих электроэнергию. Несмотря на то что при создании топ- [c.488]

В химических цепях источником электрической энергии является свободная энергия химической реакции, протекающей в электрохимической системе. Уже рассмотренная цепь типа (П) обобщает свойства химических цепей без переноса. Один из электродов таких цепей должен быть обратимым по катиону, а другой — по аниону. Следующие примеры иллюстрируют различные комбинации электродов при построении таких цепей амальгамный электрод — электрод 2-го рода [c.127]

Все электрохимические системы можно условно подразделить на системы с химической реакцией и системы без химической реакции. К первым относятся системы, в которых при протекании электрического тока на электродах протекают различные химические реакции. В таких системах (химических цепях) электрическая энергия генерируется за счет суммарной энергии, освобождающейся на электродах. [c.333]

К сложным электрохимическим системам (химическим цепям) относятся системы, в которых одинаковые или различные металлические электроды погружены в различные по составу электролиты. Примером может служить цепь [c.334]

Скачки потенциала на границах раздела фаз в электрохимической системе. Взаимные превращения электрической и химической форм энергии происходят в электрохимических системах. Электрохимические системы представляют собой электрические цепи из проводников первого рода (металлы, полупроводники) и второго рода (растворы и расплавы электролитов). В состав электрохимической системы входят электроды. В простейшем случае электрод состоит из металла, находящегося в контакте с раствором электролита. [c.280]

Обычно для химических источников тока применяются такие электрохимические системы, в которых химические реакции обратимы. При разомкнутой внешней цепи существует состояние равновесия химических процессов. [c.9]

Влияние УЗ на химические реакции проявляется через повышение температуры, концентрации реагентов, увеличение давления. Кроме этого под влиянием УЗ в кавитационном пузырьке могут образовываться радикалы, изменяться сольватация, разрываться водородные связи и полимерные цепи. При УЗ-обработке гетерогенной системы (твердое тело - жидкость, жидкость - жидкость) происходит дробление частиц, увеличение поверхности перемешивания, образование эмульсий с большой поверхностью контакта. УЗ в подготовке проб пищевых продуктов и объектов окружающей среды применяется для перемешивания и измельчения материалов, получения вытяжек из почв, аэрозольных фильтров, генерации реакционноспособных радикалов, очистке поверхностей посуды и электродов. В электрохимических системах применение УЗ облегчает транспорт ионов (подобно перемешиванию), удаляет пузырьки газа с поверхности, активирует электрод, улучшает качество металлических покрытий, влияет на скорость электрохимических реакций. [c.51]

Электрохимия — это наука, которая изучает закономерности, связанные с взаимным превращением химической и электрической форм энергии. Взаимное превращение этих форм энергии соверщается в электрохимических системах. Непременными составными частями электрохимической системы являются ионный проводник электричества — электролит два металлических электрода, которые создают контакт двух фаз — жидкой и твердой внешняя цепь — металлический проводник, обеспечивающий прохождение тока между электродами. Для того чтобы знать, каким закономерностям подчиняются электрохимические реакции, от чего зависит их скорость, что является источником электрической энергии в электрохимической системе и каков механизм прохождения электрического тока, необходимо изучить свойства растворов электролитов, электрохимические равновесия на поверхности раздела двух фаз, термодинамику электрохимических систем и кинетику электродных процессов. [c.6]

Подобное же понимание электрохимии было характерным и для другого крупного представителя русской и советской науки — Л. В. Писаржевского, который впервые сформулировал условия, необходимые для осуществления взаимного превращения электрической и химической форм энергии. Им было показано, что это превращение происходит лишь в определенных системах, которые могут быть названы электрохимическими. Понятие электрохимической системы включает в себя, как частные случаи, гальванические элементы и электролитические ванны и является более общим, чем понятия об электрохимических ячейках или об электрохимических цепях . [c.3]

К третьему типу электрохимических систем относятся системы, в которых образующие их два электрода могут отличаться по химическим и физическим свойствам. В этом случае э. д. с. системы выражается общим уравнением (317). Такого рода электрические системы называются химическими цепями. В химических цепях источником электрической энергии являются протекающие в них химические реакции. [c.183]

Все обратимые электрохимические системы можно разделить на два больших класса (см. схему). К одному классу относятся системы, в которых при замыкании внешней цепи наливают протекать разные восстановительная и окислительиая электрохимические реакции. В результате их суммирования выявляется химическая реакция, идущая в системе. Такого типа системы называются электрохимическими системами с химической реакцией. Другому классу принадлежат системы, в которых окислительная электрохимическая реакция, протекающая при замыкании внешней цепи,— суть противоположно направленная восстановительная реакция. Б таких системах химическая реакция отсутствует, и они называются электрохимическими системами без химических реакций. [c.21]

В указанного типа электрохимической системе не всегда удается достаточно полно элиминировать скачок потенцнала на границе двух жидких фаз. Поэтому удобнее воспользоваться двумя оди-наковымп электрохимическими системами с химическими реакциями, в одной нз которых активность электролита равна ai, а в другой — U2, и включить их в измерительную цепь напротив друг другу такпм образом, чтобы слева находилась система с большим напряжением [c.197]

Электрохимическая система, производящая электрическую энергию за счет протекающих в ней химических превращений, называется химическим источником тока или гальваническим элементом (рис, 2, б). Здесь электрод, пос1>1лающий электроны во внешнюю цепь, называется отрицательным электродом или отрицательным полюсом элемента. Электрод, принимающий электроны из внешней цепи, называется положительным электродом или положительным полюсом элемента. [c.13]

Электрохимические системы различаютси ие только по природе совершающихся в 1ГЯХ процессов (физические, концентрационные и химические цепи), ио и по их действию. Так, например, химические системы, являющиеся основой построения химических источников электрпчес1- ой энергии, или, как их чаще называют, химических источников тока (ХИТ), разделяются по этому принципу на три группы. [c.207]

Из уравнения (175.10) видно, что электрическая работа цепи в общем случае не соответствует тепловому эффекту реакции. Если Е/кт < О, то электрическая работа меньше энергии химического процесса, электрохимическая система отдает теплоту в окружающую среду или нагревается в условиях тепловой изоляции. Примером такой системы служит цепь РЬ, Pb l2l Г Ag l, Ag, для которой <1Е/(1Т=—1,86 10 В/К. При ёЕШТ > О электрическая работа системы больше энергии химической реакции недостаток энергии [c.477]

Будем рассматривать только самопроизвольно протекающие химические реакции, для которых Е>0. Электрохимические цепи такого вида называют гальваническими элементами. Если <1 /с17 <0, то химическая реакция, протекающая в гальваническом элементе, может быть только экзотермической (АЯсО). Поскольку при ее протекании энтропия уменьшается (Д5<0), то работа гальванического элем та должна сопровождаться выделением теплоты. Следовательно, в условиях теплоизоляции электрохимическая система будет нагреваться. Таким образом, при работе гальванического элемента в условиях йЕ/йТ<0 за счет убыли энтальпии совершается электрическая работа пЕЕ и выделяется теплота в количестве пРТ АЕ/АТ. Если АЕ/йТ= = 0, то реакция также может быть только экзотермической (АЯ<0). Так как А5=0, то работа гальванического элемента, совершаемая за счет убыли энтальпии, не должна сопровождаться тепловыми эффектами. Если с1 /с17>0, то протекающая в гальваническом элементе химическая реакция сопровождается ростом энтропии А5>0. Поэтому при работе такого элемента происходит поглощение теплоты из окружающей среды. Если же электрохимическая цепь изолирована, то она охлаждается. При условии АЕ/йТ О химическая реакция в элементе может быть как экзотермической, так и эндотермической. Если АЯсО, то электрическая работа совершается за счет убыли энтальпии и за счет энтропийного члена 7 d /d7 >0. Если АЯ=0, то электрическая работа совершается только за счет роста энтропии в системе. Обычный путь использования химической энергии реакции через выделяющуюся теплоту здесь невозможен, так как тепловой эффект равен нулю. Наконец, если реакция эндотермическая (АЯ>0), но ТАЕ/йТ>АН/пР, то согласно уравнению (VI.24) от гальванического элемента можно получить работу. В этих условиях за счет энтропийного фактора (т. е. за счет роста энтропии системы) не только совершается электрическая работа, но и увеличивается энтальпия системы. Электрохимические цепи, от- [c.121]

Все электрохимические реакции происходят при протекании электрического тока в цепи. Эта цепь слагается из последовательно соединенных металлических проводников и раствора (или расплава) электролита. В металлических проводниках переносчиками тока являются электроны, в растворах электролитов — ионы. Непрерывность протекания тока в цепи обеспечивается только в том случае, если происходят процессы на электродах, т. е. на границе металл — электролит. На одном электроде происходит процесс приема электронов — восстановление, на другом электроде — процесс отдачи электронов — окисление. Особенностью электрохимических процессов в отличие от обычных химических является пространственное разделение процессов окисления и восстановления. Из этих со1р)яженных процессов, которые не могут происходить один без другого, и слагаются в целом химические процессы в электрохимических системах. [c.314]

Электрохимия — раздел физической химии, в котором изучаются физико-химические свойства ионных систем (растворов, расплавов или твердых электролитов), а также явления, возникающие на границе двух фаз с участием заряженных частиц (ионов и электронов). В двухфазной электрохимической системе одна из фаз — чаще всего металл или полупроводник, другая — раствор или расплав электролита. В этом случае электрохимию определяют как науку, изучающую взаимодействие зарядов металла или полупроводника с ионами и молекулами раствора или расплава. Если система неравновесна, такое взаимодействие сопровождается возникновением в цепи, содержащей фазы, электрического тока. Учитывая это, дают еще более узкое определение электрохимии как науки, изучающей физико-химические процессы, сопровождающиеся появлением электрического тока или происходящие под действием на химические соединения электрического тока. [c.139]

Если на равновесную электрохимическую систему производить внешнее воздействие, то равновесие будет смещаться в сторону, указываемую этим воздействием, и до тех пор, пока нарастающее в системе противодействие не станет равным внешнему действию (принцип смещения равновесий Ле-Шателье). Наоборот, при бесконечно медленном процессе ( ->0) состояние электрохимической системы в каждый данный момент времени бесконечно мало отличается от равновесного. Полностью обратимый электрохимический процесс характеризуется, кроме /->-0, тем, что вся совокупность элементов (веществ), принимающих в нем участие, прохо1ДИт в точности через те же состояния, что и при прямом процессе, -но в обратной последовательности. Если же это условие не удовлетворяется, то имеет место необратимость. Примером необратимой системы в указанном смысле может служить элемент Zn-1 H2SO4 +Си, где даже при разомкнутой внешней цепи (г = 0) протекает самопроизвольная химическая реакция взаимодействия между цинком и серной кислотой. [c.134]

Изобарный потенциал гальванических систем. Электрохимические системы также подчиняются основной термодинамической зависимости АО = АЯ— TAS (гл. 9, 11). В гальванических элементах окислительно-восстановительные реакции проходят в растворах электролитов при комнатной температуре, изменение энтропии системы невелико. В связи с этим член АЯ будет намного превосходить величину члена TAS. В силу этого можно прннять, что AG АЯ, т. е. изобарный потенциал гальванического элемента практически равен энтальпии химической реакции, лежащей в основе данной редоксо-цепи. [c.356]

Поскольку в реальном процессе переноса элементарного заряда из одной фазы в другую совершаются одновременно химическая и электрическая работа, то определить можно лишь общий энергетический эффект, связанный с электрохимическим потенциалом, но не отдельные его слагаемые. Экспериментально абсолютную разность электрических потенциалов или скачок потенциала между двумя различными фазами поэтому до сих пор определить не удалось. Однако э. д. с. электрохимической системы Е является величиной, определяемой непосредственным измерением, поэтому она должна отвечать разности потенциалов между двумя точками, лежащими в одной и той же фазе, т. е. разности потенциалов, доступной прямому определению. Этими точками (см. рис. 22) могут быть точки Ь я д, находящиеся в одном и том же металле, или точки а и г, расположенные в вакууме вблизи поверхности металла. Рис. 22 отвечает правильно разомкнутой электрохимической цепи, на двух концах которой находится одхга и тот же металл. Если считать э. д. с. положительной величиной, то положительное электричество должно проходить по пути Мг — — Е — 2 — М2, т. е. против часовой стрелки. Э. д. с. системы равна сумме всех скачков потенциала, которые встретятся на пути прохождения тока. Эти скачки потенциала могут возникать на границе любых двух фаз в рассматриваемом случае они будут локализоваться между точками а я Ь, с и с1, е и I п т, п я р и д я г. [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология