Гальванический элемент для измерения pH элемент

Рис. 29. Электрическая схема установки для измерения э. д. с. гальванических элементов

Стандартные потенциалы дают представления о возможном направлении окислительно-восстановительных химических реакций, однако в реальных условиях это направление может быть иным по следующим причинам. Окислительно-восстановительные системы, в зависимости от скорости реакций, протекающих на электродах, подразделяются на обратимые и необратимые. Стандартные потенциалы обратимых систем измерены непосредственно описанным выше способом, тогда как стандартные потенциалы необратимых систем в большинстве случаев находят путем термодинамических расчетов. Вследствие этого на практике их величины оказываются иными, так как на них оказывают большое влияние многие факторы. Например, для необратимых систем не наблюдается закономерного изменения потенциала в соответствии с изменением концентрации компонентов системы, и расчеты, проведенные с использованием стандартных окислительных потенциалов и концентраций компонентов, носят скорее иллюстративный характер, чем отвечают действительным данным. Поэтому гораздо большее практическое значение имеют формальные (реальные) потенциалы окислительно-восстановительных систем. Формальные потенциалы ( ф) находят, измерением э. д. с. гальванического элемента, в котором начальные концентрации компонентов окисли- [c.350]

Потенциометрический метод, основанный на измерении электродвижущих сил (э.д.с.) обратимых гальванических элементов, используют для определения содержания веществ в растворе и измерения различных физико-химических величин. В потенцио-метрии обычно применяют гальванический элемент, включающий два электрода, которые могут быть погружены в один и тот же раствор (элемент без переноса) или в два различных по составу раствора, имеющих между собой жидкостной контакт (цепь с переносом). [c.115]

Какую роль прн измерении э.д.с. гальванических элементов выполняет элемент Вестона [c.61]

На основе измерения э. д. с. гальванического элемента, в котором данная реакция протекает. Как уже упоминалось, уменьшение свободной энтальпии (—А2), сопровождающее процесс при постоянных температуре и давлении равно максимальному количеству немеханической работы (Лр). Многие процессы могут быть осуществлены в соответствующем гальваническом элементе и э. д. с. элемента может быть использована для определения немеханической (электрической) работы, и следовательно, изменения свободной энтальпии. Для этого необходимо, чтобы протекающие в элементе процессы были обратимы. Степень обратимости контролируют следующим образом. Соединив элемент с внешним источником э. д. с., подбирают величину ее таким образом, чтобы сбалансировать э. д. с. элемента, т. е. так, чтобы не было тока в цепи и, следовательно, не было химических изменений в элементе. Уменьшение внешней э. д. с. на бесконечно малую величину приведет к появлению тока в цепи и возникновению химических изменений. Соответственно бесконечно малое увеличение внешней э. д. с. повлечет за собой возникновение обратной реакции и появлению тока в противоположном направлении. Для определения максимальной э. д. с. такого элемента необходимо, поддерживать бесконечно малую величину тока. При этом систему можно рассматривать находящейся в состоянии равновесия. Для измерения э. д. с. используют потенциометрический метод. Если максимальная величина э. д. с. в вольтах — Е, а количество электричества в кулонах — М, то максимальная немеханическая работа, совершенная элементом при данной температуре и давлении, равная уменьшению свободной энтальпии, будет определяться произведением этих величин в Джоулях [c.175]

Выражение (У.5) позволяет использовать э. д. с. гальванического элемента для термодинамических исследований процессов, протекающих на электродах. Сложность этих исследований состоит в том, что при прямом подключении к гальваническому элементу обычного измерительного прибора (вольтметра) термодинамическое равновесие в системе нарушается. Это, как было показано ранее, приводит к искажению результатов, поскольку измеряется не э. д. с. элемента Е, а разность электростатических потенциалов его электродов и < Е. В целях исключения указанного недостатка для измерения э. д. с. гальванического элемента используют специальные приборы — потенциометры. [c.242]

Измерение ЭДС гальванического элемента производят при условии отсутствия тока в цепи. Если позволить току протекать через внешнюю цепь, то внутри элемента будет проходить реакция, в результате которой концентрации ионов изменятся, а поэтому изменится ЭДС. Следовательно, ЭДС элемента должна измеряться при постоянном заданном составе раствора. Для ее измерения используют высокоомный вольтметр (см. 11.2). Благодаря большому внутреннему сопротивлению вольтметра через него проходит ничтожно малый ток, поэтому система практически не изменяется и находится в термодинамическом равновесии. Однако наибольшее применение в практике нашел компенсационный метод измерения ЭДС. Он основан на включении во внешнюю цепь источника тока, который может уравновесить (скомпенсировать) ЭДС исследуемого элемента. [c.183]

Необходимую для работы гальванического элемента разность потенциалов можно создать, используя один и тот же раствор разной концентрации и одинаковые электроды. В этом случае гальванический элемент называется концентрационным, а работает он за счет выравнивания концентраций растворов. Такие элементы находят применение при измерении концентраций ионов в растворе. Примером концентрационного элемента может служить элемент, составленный из двух водородных электродов [c.203]

Для гальванических элементов, служащих в качестве эталонов, при электрических измерениях подбирают такие реакции, в которых Q весьма мало и 6Е/АТ близко к нулю. Так, зависимость э. д. с. от температуры широко используемого стандартного элемента Вестона выражается уравнением [c.212]

Ячейка для измерения электродного потенциала (рис. 82) — простейший пример электрохимического (гальванического) элемента. Э.д.с. этого элемента возникает за счет протекания окислительновосстановительной реакции. Движущей силой химической реакции является убыль свободной энергии Гиббса АС. С другой стороны, убыль свободной энер-Р и с. 82. Схема измерения стандартного гии Гиббса определяет максимальную электродного потенциала относительно во- работу химической реакции. Для дородного электрода реакции, осуществляемой в условиях [c.176]

Взаимосвязь между э.д.с. гальванического элемента и изменением свободной энергии Гиббса дает возможность непосредственного определения величины ДС . Этот метод — один из наиболее чувствительных, так как реакцию в гальваническом элементе можно осуществить в условиях, максимально приближенных к равновесным, а измерение э.д.с. производится с высокой точностью. [c.177]

Для электрохимических измерений толщин пленок составляют обычно гальванический элемент (поляризованный элемент) с испытываемым электродом, имеющим поверхностную пленку, и вспомогательным электродом (платиновый электрод). Затем для измерения потенциала электрода с поверхностной пленкой вводят обратимый электрод (насыщенный каломельный электрод) и составляют элемент для измерения потенциала. Таким образом, измерения производят трехэлектродной системой, объединяющей два гальванических элемента. [c.190]

Необратимые гальванические элементы. Измерение ЭДС [c.66]

Содержание работы. Изготовление гальванических элементов, измерение э. д. с. гальванических элементов при различных температурах, вычисление температурного коэффициента гальванического элемента и термодинамиче-ских величин. [c.26]

Изменения изобарного потенциала для реакций, протекающих в гальванических элементах, можно сразу рассчитать по измеренным равновесным значениям э, д, с. Если э, д. с, гальванического элемента точно уравновешена по отношению к внешнему напряжению, так что не происходит ни зарядка, ни разрядка элемента, и если представить, что через элемент переносится бесконечно малое количество электричества, то обратимая электрическая работа при постоянных температуре и давлении (т. е. изменение изобарного потенциала) будет равна произведению напряжения и количества электричества. Количество электрических зарядов, соответствующее мольным величинам, входящим в уравнение химической реакции, равно гР, где 2 — число зарядов, которые участвуют в реакции, протекающей в элементе, а Р — число Фарадея (96485 Кл/моль). Когда реакция протекает самопроизвольно в соответствии с написанным уравнением, она сопровождается переносом заряда, равного гР. Если это количество электричества переносится при разности потенциалов Е вольт, то производится работа, равная гРЕ. Поскольку перенос заряда не сопровождается изменением объема и происходит при постоянной температуре, изменение изобарного потенциала равно [c.187]

Измерение ЭJ[eI тp о движущей силы гальванического элемента с последующим расчетом свободной энергии реакции по уравнению [c.102]

В отсутствие конкурирующих реакций значения завис от ионной силы практически линейно (рис. 6.8). Это дает возможность находить стандартные потенциалы экстраполяцией ЭДС гальванических элементов, измеренных при разных ионных силах, на значение 1 = 0. [c.183]

Напомним, что все гальванические элементы обладают некоторым внутренним сопротивлением через них в процессе измерения э. д. с. течет слабый ток и что произведение этих двух величин 1 представляет собой напряжение, которое уменьшает или увеличивает э. д. с. элемента. Таким образом, если при потенциометрических измерениях не хотят превысить погрешность в 1 мВ, значение Д должно лежать в пределах этой величины или быть меньше. В гальванических элементах, используемых для измерений pH, фактически все внутреннее сопротивление элемента обусловлено стеклянной мембраной. Если самое большое допустимое значение Я равно 1 мВ, а 1 равно 50 МОм, то максимальный ток, который может протекать при этих условиях, через гальванический элемент в процессе измерения pH, -будет равен 2-10- А . К сожалению, минимально обнаруживаемое отклонение стрелки обычного гальванометра, показанного в частности на рис. 9-4, соответствует [c.378]

Эта модель представляет гальванический элемент с относительно большими, электродами, включенный в измерительную схему, при помощи которой можно производить различ ные измерения (в. частности, снимать кривые поляризации электродов, т. е. определять зависимость между силой тока, притекающего через элемент, и -потенциалами отдельных электродов). Схематические кривые поляризации, т. е. изменения потенциалов анода и катода при изменении силы тока, снятые на модели микроэлемента, показаны а рис. 32. [c.76]

Вполне правомерен вопрос, применима ли вообще теория, которая не может быть проверена экспериментально. Но, как мы уже видели, для практики величина отдельного электродного потенциала де представляет интереса, так как мы обычно имеем дело с разностью потенциалов. В реально существующем гальваническом элементе она равна его э. д. с. и может быть измерена. Это позволяет нам проверить правильность теоретических расчетов величин разности между двумя электродными потенциалами, то есть правильность самой теории. В пределах достижимой точности измерений теория электродного потенциала, а именно характер зависимости электродного потенциала или э. д. с. от концентрации ионов, была подтверждена экспериментально, хотя абсолютное значение нормального потенциала электрода (в ) проконтролировать экспериментально невозможно. [c.153]

Для точного измерения э.д.с. электродной пары нужно подавать на измерительную схему постоянный ток со строго определенным напряжением, причем оно должно оставаться постоянны.м во вре.мя измерения. Источник постоянного напряжения — важная часть измерительной схемы. В лабораторных рН-метрах источником постоянного напряжения обычно служит сухой элемент, например батарея З-СЛ-30. Поскольку ее э.д.с. несколько изменяется во времени, в схему обычно включают дополнительно нормальный гальванический элемент Вестона. Он выбран в качестве эталона потому, что обладает высоким постоянством э.д.с. (1,0183 в при 20 0. Этот элемент включают в схему таким образом, чтобы можно было проверить по нему э.д.с. сухого элемента. Для этого на реохорд подают э.д.с. нормального элемента, включают навстречу ему э.д.с сухого эле.мента и при помощи специального переменного сопротивления уменьшают э.д.с., подаваемую от сухого элемента, до момента компенсации — отсутствия тока в цепи. Компенсация означает, что э.д.с., поступающая от сухого элемента, равна э.д.с нор.мально-го элемента, т. е. 1,0183 в при 20° С. Описанную операцию называют настройкой измерительной схемы по нормальному элементу. [c.376]

Измерение электродвижущих сил. Нормальный элемент. При работе гальванического элемента его э. д. с. не сохраняет строго постоянного значения вследствие изменения концентрации растворов и других причин. Поэтому точные измерения э. д. с. должны производиться при минимальном прохождении тока. Этому отвечает компенсационный метод измерения э. д. с. метод Поггендорфа), дающий возможность определить э. д. с. элемента путем измерения разности потенциалов в условиях обратимой работы элемента. Принципиальная схема установки для компенсационного измерения э. д. с. показана на рис. 223. [c.581]

Обратимые электроды. Не все гальванические элементы являются обратимыми." В некоторых элементах протекают необратимые процессы и поэтому невозможно возвратить электрод в его первоначальное состояние, изменив направление тока на обратное. Если механическое размешивание вызывает заметное непостоянство напряжения или если элемент после кратковременного пропускания тока большей силы не возвращается к своей прежней э. д. с., то такой элемент, вероятно, необратим. Если это имеет место, то электрическая работа, полученная от элемента, не является максимальной, а измеренные э. д. с. не могут быть использованы для термодинамических расчетов. [c.413]

Таким образом, активность выражает собой эффективную концентрацию какого-либо вида ионов. Наиболее точно среднеионный коэффициент активности определяют методом измерения э. д. с. Для этого применяют гальванический элемент без жидкостных границ (отсутствует диффузионный потенциал). [c.309]

В данной работе по измерениям э. д. с. гальванического элемента при разных температурах необходимо рассчитать термодинамические функции реакции окисления — восстановления. [c.316]

Стандартные восстановительные потенциалы, которые приводятся обычно в различных справочниках, представляют собой напряжения гальванических элементов, измеренные при комбинировании каждой восстановительной реакции, как она записана в соответствующем уравнении, с реакцией а) окисления О2, б) восстановления О2, в) окислеш1я Нг, [c.595]

В пять стаканчиков наливают йриготовленные растворы от 0,1 до 10- М KJ(N l N)j опускают электроды 7— или N - селективный индикаторный и х.с.э. сравнения. Измеряют э.д.с. полученного гальванического элемента. Измерения проводят последовательно, переходя от меньших к большим кон-центрац>иям. Во время измерений соблюдают все правила работь с используемым измерительным прибором. Измеряют температуру растворов. [c.165]

Источник постоянного тока (см. рис. 28) следует включать рубильником Р, а затем ключом К включать нормальный элемент или гальванический элемент, э. д. с. которого измеряется. Выключать в обратном порядке. Если при измерении э. д. с. любым потенциометром отсутствует компенсация, нужно проверить правильность сборки измерительной установки по схеме (см. рис. 28) включения полюсов испытуемого элемента и источника тока, а также контакты. Колебания в параллельных измерениях указывают на плохой контакт в главной цепи (цепи источника тока). При отсутствии тока в боковой цепи проверить все контакты и состояние проводников. Нельзя, чтобы в стеклянных шлифах для контакта и в электролитическом мосте были воздушные пузыри. Клеммы на металлических пластинках электродов не должны касаться растворов. Необходимо систематически проверять напряжение источника тока и проводить калибровку потенциометра. Подключать исследуемый гальванический элемент и нормальный элемент ключом к потенциометру следует только на время измерения э. д. с. и на очень малые промежутки времени, чтобы исключить поляризационные явления и изменение концентрации ионов в растворах за счет работы элемента. Для уменьшеция диффузии ионов из одного полуэлемента в другой их соединяют электролитическим мостом, только перед измерением э. д. с. Хранят мосты в насыщенном растворе соли. Электроды и гальванические элементы собирают в стеклянных сосудах, формы которых описаны в работах. [c.142]

Термический синтез и измерение электрической проводимости иод-поли-мерного катодного материала проводили по методике [5]. Макеты иодно-литиевых гальванических элементов собирали в боксе 8БП1-ОС с изолированной аргоновой атмосферой корпус макета и шайба для завальцовки корпуса выполнены Из автоматной стали, токоствод с катода площадью 1 см выполнен из никеля. Разрядные характеристики изготовленных макетов сии- мали в режиме ускоренного разряда температура (323 1) К (воздушный термостат), электрическое сопротивление нагрузки R нагр= 22 кОм. На основании кривых li—т (напряжение — время разряда) рассчитывали значения удельного электрического заряда элемента, Кл/г катодного материала (до конечного напряжения 1,05 В, что соответствует мощности 50 мкВт), а также коэффициента использования иода (отношение опытного заряда к теоретическому) [c.81]

Гальванические элементы такого рода называются кон-центрационными элементами. Практически эти элементы не применяются для получения тока, но с точки зрения теории и методики измерения они представляют определенный интерес. Например, на основании э. д. с, такого элемента можно определить неизвестную нам концентрацию ионов. [c.165]

Следует отметить, что природу химической реакции, соответствующей данному электроду или элементу, нельзя определить только на осповании измерений электродвижущей силы. Реакции, протекающие в гальваническом элементе, какими бы простыми и очевидными они пи казались, следует рассматривать как гипотетические до тех пор, пока не будет показано, что термодинамические величины АР, АН, константы равновесия и т. д., вычислепные на основании измерений электродвижущей силы, совпадают с соответствующими величинами, вычисленными другими способами. [c.290]

В катодное пространство добавляют 1 мл 3%-ной Н2О2 и измеряют э.д.с. цепи катод — ЭС при отсутствии тока и при вышеуказанных значениях сопротивлений в цепи нагрузки гальванического элемента. Измерения повторяют, добавив в катодное-пространство 3 и 5 мл Н2О2. [c.339]

Д.ЛЛ определения потенциала того или иного электродного процесса нужно составить гальванический элемент из испытуемого и стандартного водородного электродов и измерить его э. д. с. Поскольку потенциал стандартного водородного электрода равен нулю, то измеренная э. д. с. будет федставлять собою потенциал данного электродного процесса. [c.282]

Измерение э. д. с. гальванических элементов. При работе гальванического элемента его э. д. с. не сохраняет строго определенного значения вследствие изменений, пронсходящнх у электродов и в объеме раствора. Поэтому точное измерение э. д. с, производится методом компенса-нии, позволяющим определять э. д. с. элемента измерением разности потенциалов в условиях обратимой работы элемента. [c.298]

На рис. 129 приведена иринципиальная схема измерения э. д. с. гальванического элемента. Компенсационная схема состоит нз источника тока — аккумулятора 1, напряжение которого подается на реохорд АВ, гальванометра 2 чувствительностью 10 а элемента Вестона исследуемого элемента 4 нерек ночателя 5 прерывателя 6 и подвижного контакта С. Метод основан па том, что измеряемая э. д. с. уравновещивается (компенсируется) э. д. с. аккумулятора. [c.298]