Нернста растворов

При помощи этого, а также ряда других методов удалось не только подтвердить сам факт обмена ионами, но и количественно оценить его. Поскольку в обмене участвуют заряженные частицы, то его интенсивность можно выразить в токовых единицах и охарактеризовать токами обмена / . Токи обмена относят к I см2 (I и ) поверхности раздела электрод — раствор они служат кинетической характеристикой равновесия между электродом и раствором при равновесном значении электродного потенциала и обозначаются / . Одни из первых работ по определению токов обмена были выголнены В. А. Ройтером с сотр. (1939). Значения токов обмена для ряда электродов приведены в табл. 10.2. Интенсивность обмена зависит от материала электрода, природы реакции и изменяется в широких пределах. По третьему принципу осмотической теории Нернста токи обмена возникают в результате существования сил осмотического давления раствора и электролитической упругости растворения металла. [c.218]

Модель двойного электрического слоя, отвечающая этим простейшим представлениям, ириводит к двум возможным значениям -потенциала. Если предположить, что все заряды, находящиеся в растворе, способны перемещаться вместе с жидкостью или при движ( нии твердого тела относительно жидкости пе увлекаться вместе с ним, то -потенциал по величине -будет совпадать с -потенциалом, и его изменение с концентрацией электролита должно подчиняться формуле Нернста. Если заряды, находящиеся в растворе, при относительном движении жидкости и твердого тела связаны только с последним и перемещаются вместе с ним, то -потенциал всегда будет равен нулю. Ни одно из этих следствий, вытекающих из теории Гельмгольца, не согласуется ни с экспериментально установленным соотно1дением между (или й м.ь) и -потенциалами, ни с найденной экспериментально зависимостью -потенциала от концентрации (если не считать, что -потенциал лзожет быть равен нулю в очень концентрированных растворах электролнтов и ири определенном составе раствора, отвечающем изоэлектрической точке). Теория Гельмгольца не объясняет также причины изменения заряда повер> ности металла в присутствии поверхностно-активных веществ при заданном значении -потенциала. Вместе с тем теория конденсированного двойного слоя позволяет получить значения емкости двойного слоя, согласующиеся с опытом, а при использовании экспериментальных значений емко- [c.262]

Диссоциация электролитов в неводных растворителях и электрическая проводимость этих растворов, в первую очередь, согласно правилу Каблукова — Томсона — Нернста определяется диэлектрической проницаемостью растворителя (см. 154). Чем больше диэлектрическая проницаемость растворителя, тем выше степень диссоциации электролита и электрическая проводимость его раствора. Большинство растворителей характеризуется меньшей диэлектрической проницаемостью, чем вода (при 25°С о = 78,25), и только небольшой группе веществ (синильная кислота, формамид и др.) свойственна диэлектрическая проницаемость выше 100. Растворы электролитов в этих растворителях обладают высокой электрической проводимостью. [c.463]

На самом деле, если считать, что в растворе совершенно отсутствует одна из форм окислительно-восстановительной пары, потенциал согласно уравнению Нернста должен быть равен +< или —оо, что невозможно. С другой стороны, как было сказано выше, растворитель (в данном случае вода) способен окисляться и восстанавливаться, в результате при весьма большом или малом начальном значении потенциала системы приходят в равновесие и возникает концентрация отсутствовавшей сопряженной формы окислительно-восстановительной пары, при которой раствор приобретает некоторое конечное значение потенциала. Этот потенциал невозможно вычислить, но можно экспериментально измерить. По этой причине при вычислении кривых титрования редоксиметрии обычно не приводят значение потенциала для точки, соответствующей моменту, когда в исследуемый раствор еще не прибавлен титрант, [c.360]

Такнм образом, по Писаржевскому, переход ионов из металла в раствор совершается не за счет физически неясной электролитической упругости растворения металла, а в результате его взаимодействия с молекулами растворителя. Явление электролитической диссоциации электролитов и возникновение электродного потенциала основаны, следовательно, на одном и том же процессе сольватации (в случае водных растворов — гидратации) ионов. Из уравнения реакции (10.20) следует, что при растворении образуются не свободные, а сольватированные ионы, свойства которых зависят от и >ироды растворителя. Поэтому в отхичие от теории Нернста значение стандартного потенциала данного электрода должно меняться при переходе от одного растворителя к другому. Подобная зависимость была действительно обнаружена и послужила предметом исследований многих авторов (Изгарышева, Бродского, Плескова, Хартли, Измайлова и др.). Было установлено, что изменение электродного потенциала при переходе от одного растворителя к другому оказывается тем большим, чем М зньше радиус и выше заряд иона, участвующего в электродной реакции. По Плескову, меньше всего изменяются потенциалы цезиевого, рубидиевого и йодного электродов, в установлении равновегия на которых участвуют одновалентные ионы значительных размеров. Напротив, эти изменения особенно велики в случае ионов водорода и поливалентных катионов малых размеров. Именно такой зависимости электродных потенциалов от природы растворителя следовало ожидать на основе представлений Писаржевского о роли сольватационных явлений в образовании скачка потенциала металл — раствор. Для количественного сравнения потенциалов в разных растворителях применяют в качестве стандартного нулевого электрода цезиевый [c.221]

Осмотическая теория э.д.с. Нернста основана на классической теории электролитической диссоциации, поэтому она сохраняет основной недостаток теории Аррениуса — отождествление свойств растворов электролитов со свойствами идеальных систем. Развитие теории э.д.с. и электродного потсчщиала повторило ход развития теории растворов электролитов. Так, введение понятий о коэффи-цисн1е активности (как о величине, связанной с межионным взаимодействием) и об активности (как эффективной концентрации), явившееся крупным шагом вперед в развитии теории растворов, позволило получить на основе теории Нернста качественно верную зависимость электродного потенциала от состава раствора. Учет взаимодействия между растворенным веществом и растворителем, на необходимости которого настаивал Д. И. Менделеев, и в особенности учет возможности образования в растворах гидратированных или сольватированных ионов (А. И. Каблуков) были важными вехами в развитии теории раство зов электролитов. Они позволили найти причину диссоциации электролитов на ионы. Ионная сольватация должна играть существенную роль и в процессе установления равновесия между электродо и раствором. [c.220]

Таким образом, диффузионное неренапряжение определяется в первую очередь предельной плотностью тока щ1) пли величиной константы /Сд, Предельная плотность тока по теории Нернста — Бруннера, как это следует из ург.внения (15.28), зависит прежде всего от коэффициента диффузии соответствующих частиц , их заряда 2 , начальной концентрации Сг° (или, что то же самое, концентрации за пределами диффузионного слоя) и толщины диффузионного слоя б. Числа переноса данного внда ионов ii, как ул< е отмечалось, могут быть сделаны равными нулю кроме того, миграция вообще отсутствует в случае незаряженных частиц. Коэффициент диффузии можно либо рассчитать, либо заимствовать из экспериментальных данных определение начальной концентрации С также не представляет затруднений. Наименее определенной величиной является толщина диффузионного слоя, которая не может быть рассчитана в рамках теории Нернста—Бруннера. Ее определяют экспериментально, чаще всего из измерения предельной илотности тока. Опытные данные показывают, что б весьма мало зависит от состава раствора, но замс но меняется при изменении режима движения электролита. Эту зависимость можно передать эмпирической формулой [c.310]

В то же время кривые редокси- метрического титрования обычно не зависят от разбавления раствора, поскольку в уравнение Нернста входит отношение концентрации окисленной и восстановленной форм, которое с разбавлением раствора не изменяется. [c.363]

Возникновение электрохимии как науки относится к рубежу XVni и XIX вв. и связано с работами Л. Гальвани, А. Вольта, В. В. Петрова, Г. Дэви. В 1833 г. М. Фарадеем были открыты законы электролиза — основные законы электрохимии. Теория электролитической диссоциации С. Аррениуса (1887) оказалась весьма плодотворной для развития учения о механизме электродных. процессов и прохождения тока через электролиты. В 1890 г. Нернстом предложена первая теория возникновения электродного потенциала, которая позднее была усовершенствована Л. В. Писаржевским,, Н. А. Изгарышевым, Герни. В XX столетии развивались теория растворов электролитов (работы П. Дебая, Э. Хюккеля, Л. Онза- [c.454]

Нернст полагал, что электродный потенциал металла возникает в результате обмена ионами между металлом и раствором, но в качестве движущих сил этого обмена ионами Нернстом были приняты электролитическая упругость растворения металла Р и осмотическое давление растворенного вещества я. На этой основе им была создана качественная картина возникновения скачка потенциала на границе металл—раствор и количественная зависимость величины скачка этого потенциала для металлических электродов первого рода от концентрации раствора. Из теории Нернста, в частности, следовал вывод о независимости стан-дартньга ( нормальных ) потенциалов электродов от природы растворителя, поскольку величина электролитической упругости растворения Р, определяющая нормальный (или стандартный) потенциал металла, не являлась функцией свойств растворителя, а зависела только от свойств металла. [c.216]

Гальвани-потенциал на границе металл—раствор. Осмотическая теория Нернста [c.217]

С помощью указанных принципов Нернст получил качественную картину возникновения скачка потенциала металл — раствор и вывел количественную зависимость величины этого скачка от состава раствора. Полученное нм уравнение имеет вид [c.218]

В 1914 г. Л. В. Писаржевским было дано новое толкование электродных процессов, позволившее заменить формальную схему осмотической теории Нернста реальной физической картиной. Несколько позже (1926 г.) аналогичные идеи высказаны Н. А. Изгарышевым и А. И. Бродским. По Л. В. Писаржевскому, причинами перехода ионов металла в раствор являются диссоциация атомов металла иа ионы и электроны и стремление образовавшихся ионов сольватиро-ваться, т. е. вступать в соединение с растворителем. Необходимо, следовательно, учитывать два равновесия одно — между атомами металла и продуктами его распада (ионы и электроны) и другое — при сольватации (в водных растворах — гидратации). Таким образом, потенциал металла, погруженного в раствор, зависит от обоих процессов и состоит из двух слагаемых, одно из которых зависит от свойств металла, а второе — от свойств как металла, так и растворителя. Эти новые взгляды, основанные на электронных представлениях, качественно совпадают с современными представлениями, которые, таким образом, были предвосхищены Л. В. Писаржевским задолго до квантовой механики, статистики Ферми и других современных теоретических методов, [c.216]

Во второй половине XIX столетия голландские ученые К. Гульдберг и П. Вааге и русский физико-химик Н. Н. Бекетов сформулировали закон депствущих масс. В это же время П. Дю-гем выводит уравнение для расчета термодинамических свойств растворов (уравнение Гиббса—Дюгема). М. Планк (1887 г.) разделяет процессы на обратимые и необратимые, В. Нернст (1906 г.) формулирует тепловую теорему, а М. Планк в 1912 г. — третий закон термодинамики. Значительное влияние на развитие термодинамики химических процессов оказали работы Я. Вант-Гоффа (понятие о химическом сродстве, изобаре и изотерме), Рауля Ф., А. Л. Брауна и А. Ле-Шателье. [c.14]

Прн погружении металла в раствор любого электролита на границе между металлом (электродом) и раствором возникает разность потенциалов, которая носит название потенциала электрода. Это же явление наблюдается и на границе соприкосновения растворов двух электролитов. Величина электродного потенциала Е между. металлом и электролитом определяется уравнением Нернста [c.249]

Поскольку в уравнение Нернста входит отношение концентраций [Ре ]/[Ре2 -], его можно заменять равным по величине отношением объемов оттитрованной и неоттитрованной части исследуемого раствора (в данном случае первоначальный обьем раствора равен 100 мл, а это отношение равно 50 50). [c.361]

Следовательно, поведение корродирующего электрода отвечает поведению обратимого металлического электрода, а установившееся значение компромиссного потенциала близко к равновесному потенциалу соответствующего металлического электрода (рис. 24.2) и должно изменяться с концентрацией ионов металла в соответствии с формулой Нернста. Изменение pH раствора ие влияет при этом заметно на величину стационарного потенциала. [c.489]

В таком концентрационном элементе, согласно формуле Нернста, более отрицательным является электрод, соприкасающийся с более разбавленным раствором, а более положительным— соприкасающийся с более концентрированным раствором. [c.28]

Си, так как рассматривается катод гый -процесс). Таким образом, градиент концентрации, определяющий скорость диффузии, равен (с о—Ск)/б. Наконец, в этой теории принимается, что концентрации и активности совпадают (хотя это предположение и не делалось ее авторами, поскольку в те годы еще не существовало понятия активности) и что числа нерепоса не зависят от состава раствора. Последнее допущение оправдывается лищь в случае растворов, содержащих бинарный электролит, подвижности ионов которого почти одинаковы. Основные положения теории диффузионного перенапряжения Нернста—Бруннера целесообразно рассмотреть поэтому на примере системы [c.304]

Водородная деполяризация термодинамически возможна в тех случаях, когда равновесный потенциал металла отрицательнее равновесного потенциала водородного электрода в данных условиях. В нейтральном растворе с pH 7,1 = 25° С и рм, = = 1,013-10 (1 атм), равновесный потенциал водородного электрода ио формуле Нернста [c.39]

Обычно в качестве такого условия принимают потенциал какого-либо электрода равным нулю и относят к нему значения потенциалов всех других электродов. В этом случае потенциалы электродов даются в некоторой условной щкале и их значения зависят от природы электрода, выбранного за основу шкалы. Нернст предложил считать таким условным нулем потенциал водородного электрода при концентрации водородных ионов в растворе, равной единице, и давлении водородного газа, равном 101,3 кПа. Эта условная шкала потенциалов называется водородной шкалой. Оствальд выдвинул другую идею взять за основу шкалы потенциал ртутного электрода, находящегося в условиях, прн которых его заряд относительно раствора равен нулю. Полагая, что в этом случае не только заряд, но и потенциал ртутного электрода равен [c.157]

Ионно-электронная концепция позволяет решить и другую проблему, а именно, к какому пределу стремится потенциал металла при уменьшении концентрации его ионов в растворе. По формуле Нернста при учете лишь ионного равно- весия потенциал электрода должен стать бесконечно большой отрицательной величиной, когда концентрация ионов стремится к нулю [c.228]

Первы 1 ирпнцип нельзя считать верным поскольку скачок потенциала на границе металл — раствор в общем случае не совпадает с электродным потенциалом, а представляет собой лишь его некоторую часть. Ошибочно также предположение, что э. д. с. электрохи.мнческой системы всегда равна разности двух гальваин-псзтеициалов. Она определяется не двумя, а тремя скачками потенциала, включая потенциал, возникающий в месте контакта дву.х разных металлов. Таким обра,эом, теорию Нернста нельзя считать теорией электродного потенциала и э. д. с. Это — теория гальвани-потенциала металл — раствор, т. е. того слагаемого электродного потенциала и э. д. с., которое зависит от состава раствора. [c.217]

Выше уже говорилось, что напряжение разложения должно превышать э. д. с. поляризации, которая представляет собой разность потенциалов, возникающих на электродах окислительно-вос-становительных пар. Эти потенциалы вычисляют по уравнению Нернста. Например, при электролизе 1 М раствора С(1504, подкисленного до pH = О (т. е. до [Н+] =1), потенциал пары Сё +/Сс1 равен стандартному потенциалу н= °=—0,40 в. Точно так же и потенциал пары О2 + 4Н+/2Н20 при [Н+] = 1 равен стандартному потенциалу этой пары, т. е. — +1,23 в. Поэтому следовало бы ожидать, что напряжение разложения 1 М раствора С(1504 должно равняться э. д. с. элемента, образующегося из данных пар, т. е. р = - = 1,23 - (-0,40) = 1,63 8. [c.429]

Реакции на электродах представляют собой обычное окисление (на аноде) и восстановление (на катоде) ионных или молекулярных частиц, присутствующих в растворе. Если реакции на электродах являются обратимыми, то потенциал распада Ев связан уравнением Нернста с изменением свободной энергии реакций [c.553]

У растворов электролитов диффузия проходит скорее, так как размеры ионов меньше, чем недиссоциированных молекул [93]. Рассуждения о расположении электростатических сил приводят к заключению, что, несмотря на разную подвижность ионов, диффузия их проходит с одинаковой скоростью, так что раствор остается электрически нейтральным. Нернст [77] предложил формулу для расчета коэффициента диффузии для сильно разбавленных растворов электролитов [c.48]

Для потенциала ф металлического электрода, опущенного в раствор соли того же металла с концентрацией с, уравнение Нернста имеет внд [c.198]

Таким образом, теория Нернста относится лишь к одному слагаемому гальвани-потенциала на границе металл — раствор, а именно — к величине gi. леи, которая и представляет собой нерлстовский потенциал. [c.218]

В первой количественной теории диффузионного перенапряжения, создаипой главным образом Нернстом и Бруннером на рубеже XIX и XX столетий (1888—1904), учитывается лишь миграция ионов и их диффузия. В теории Нернста — Бруннера предполагается, что все изменение состава электролита сосре.шточено в узком слое раствора, примыкающем к электроду,— в диффузионном слое б. Этот слой [c.303]

Рассмотрим в качестве примера процесс электролиза раствора азотнокислого серебра с концентрацией с° г-моль1см в присутствии значительного количества KNOз. В качестве катода используем маленькую серебряную проволоку, а в качестве анода — кусок платиновой жести с очень большой поверхностью. В отсутствие тока потенциал катода может быть вычислен по уравнению Нернста [см. уравнение (XX, 15)] [c.608]

Хотя Н+-ИОИЫ имелись в растворе и до прибавления кислоты, но их концентрация ( - 10" г-ион1л), очевидно, была недостаточной для того, чтобы потенциал пары N02 /N0 превысил потенциал пары 12/21-. Поэтому без подкисления эта реакция идти не могла. Вычисление по уравнению Нернста подтверждает справедливость этого объяснения. Подобных примеров, когда для течения окисли-тельно-восстановительного процесса требуется создание определенной концентрации Н+, можно было бы привести много. [c.356]

На металлических электродах, ногружеипых в раствор соли того же металла, идет процесс перехода катиона пз металла в раствор или из раствора в металл в зависимости от знака э. д. с. цепи, в которую включен электрод. Эти лектроды обратимы относительно катпона. Они называются электродами первого рода. К ним принадлежит и водородный электрод. Потенциал электрода первого рода связан с активностью катиона в растворе уравнением (XX, 14) Нернста. [c.549]

Это подтверждается следующим расчетом. Так как растворимость кислорода мала, раствор у анода насыщен им. Следовательно, концентрация Ог постоянна и как величина постоянная в уравнение Нернста не входит, так же как и практически постоянная величина концентрации Н2О. Следовательно, ураннение Иерн-ста для данной пары имеет вид [c.432]

Развитию гипотезы электролитической диссоциации способствовали работы И. А. Каблукова, Нернста, Джонса и др. Особенно большое значение в формировании правильного представления о взаимодействии между частицами в растворах электролитов имели работы Каблукова. Основываясь в значительной степени на обихей теории растворов Менделеева, он утверждал, что ионы могут вступать во взаимодействие с водой, образуя гидраты переменного состава). Каблуков в своей докторской диссертации (1891) писал По нашему, вода, разлагая частицы растворенного тела, входит с ионами в непрочные соединения, по мнению же Аррениуса, ионы свободно двигаются подобно тем отдельным атомам, которые происходят при диссоциации молекулы галоидов при высокой температуре . Дальнейшее развитие науки полностью подтвердило правильность этого вывода И. А. Каблукова. [c.382]

При построении диаграммы необходимо иыбрать определенные значения активностей ионов железа. Обычно диаграммы Г—pH. как уже отмечалось, строятся длн четырех значений активности— 10 , 10 , 10 и 10" моль-л . При равновесной активности (концентрацни) ионов металла в растворе, равной 10 моль-л и менее, его можно считать коррозионно устойчивым кроме того, эта величина соответствует Г1рактическс1му пределу применимости формулы Нернста для электродных потенциалов. [c.190]

Механизм возникновения диффузионного иотенциала связан с диффузией ионов соли в растворе против градиента ко1щен-трации. Между коэффициентом диффузии D,- иоиа и io подвижностью Ui существует соотнощение, которое было впервые выведено Нернстом [c.565]

Уравнение Нернста позволяет показать, что поскольку ПР для Agi равно приблизительно 10 в 1,0 М растворе 1 потенциал электродной реакции Ag I Ag понижается на величину 16 0,0592, т. е. приблизительно на 1,0 В, а в 1,0 М растворе Ag потенциал электродной реакции I2IP повышается приблизительно на ту же самую величину. Поскольку стандартный потенциал электродной реакции Ij I всего на 0,25 В выше стандартного потенциала Ag Ag, указанных изменений более чем достаточно, чтобы поменять местами положение этих электродных реакций в таблице. [c.189]

Первые исследования электропроводности неводных растворов были про-ве,[ены Р. Э. Ленцем (1878—1882 и И. А. Каблуковым (1889). Каблуков показал, что имеется параллелизм между электропроводностью раствора и диэлектрической проницаемостью растворителя. Это правило, известное как правило Томсона — Нернста [хотя последние, независимо один от другого, указали не на эту связь, а на зависимость диссоциации от диэлектрической приницаемости растворителя (1893, 1894)], иллюстрируется табл. XVII, 4. [c.439]

Гальванический элемент собран из медного стержня, погруженного в 2,0 М раствор Си80д, и железного стержня, погруженного в 0,10 М раствор РеЗО . Пользуясь уравнением Нернста и значениями стандартных восстановительных потенциалов электродных полуреакций [c.201]

Согласно теории Нериста, к поверхности твердого тела прилегает тонкий слой неподвижной жидкости толщиной 6, в котором происходит диффузия растворяющегося вещества. За пределами этого слоя движение жидкости, увлекающей растворенное вещество, приводит к поддержанию постоянства концентрации во всем остальном объеме раствора. Толщина б получила название толщины диффузионного слоя Нернста. Она зависит только от скорости перемещения диффундирующего вещества [c.205]

Для достаточно разбавленных растворов активность в уравнении (XIII, 12) можно заменить концентрацией. В таком виде это уравнение часто называют уравнением Нернста или уравнением Нернста — Тюрина. [c.426]

Решение. В любом водном растворе содержатся ионы Н, и для зодородного электрода уравнение Нернста имеет вид [c.303]

Когда активность ионов металла в растворе равна единице второй член уравнения Нернста превращается 1з нуль. Электродный потенциал при этом становится равным стандартному потенциалу. Таким образом, стандартный электродный потенциал представляет собой частный случай равновесного потенциала. Е сли подставить все константы при температуре 25° С (Т = == 298° К) и умножить на 2,3, для перехода от натуральных логарифмов к десятичным, то мы получим следующее пыра-женне [c.26]

Она мохет быть рассчитана для растворов любой активнос ги по уравнению Нернста [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология