Элемент, активность и электродвижущая сила

Если концентрации (точнее говоря, активности) веществ, участвующих в реакции, равны единице, т. е. если соблюдаются стандартные условия, то э. д. с. элемента называется его стандартной электродвижущей силой и обозначается Е°, При этом последнее уравнение принимает вид [c.276]

Для измерения относительного электродного потенциала какого-либо металла составляют гальванический элемент из стандартного водородного электроде и нз исследуемого металлического электрода, погруженного в раствор, содержащий 1 моль/л ионов данного металла измеряют электродвижущую силу составленного элемента и, взяв полученное значение ее с обратным знаком, вычисляют электродный потенциал металла (если исследуемый металл является в составленном элементе анодом). Установка для определения электродных потенциалов металлов с помощью водородного электрода показана на рис. 29. Для внешней цепи водородный электрод будет положительным полюсом, если в паре с ним находится электрод из активного металла, и отрицательным, если в паре с ним находится электрод из неактивного (благородного) металла. [c.205]

Измерение электродвижущей силы гальванических элементов часто используется для определения средних коэффициентов активности электролитов. Разъясним это на простом примере и рассмотрим элемент [c.270]

Наконец, измерение электродвижущей силы гальванических элементов является одним из немногих методов, при помощи которых можно определить активности и коэффициенты активностей в твердых растворах, в частности в бинарных сплавах. В качестве примера рассмотрим элемент [c.271]

Э. д.с. элемента, относящуюся к стандартным условиям, когда Да =яв =iiL = Е = 1. обозначают через E"" и называют стандартной или нормальной электродвижущей силой. При активностях участников реакции равных единице из (VII, 107) получим [c.271]

Электродвижущая сила любого гальванического элемента, составленного из двух различных электродов, имеющих одинаковые концентрации (активности) одноименных с металлом ионов, равна разности его нормальных потенциалов. В самом деле, исходя из уравнения Нернста, имеем [c.135]

Для определения активности часто используется метод измерения электродвижущих сил гальванических элементов. Его описание будет дано в гл. IX. [c.120]

В качестве топлива для этих элементов применяют водород, спирты, альдегиды и другие активные органические вещества. При высоких температурах можно использовать оксид углерода (П), углеводороды, нефтепродукты и др. В топливном элементе электродвижущая сила образуется за счет реакции соединения кислорода (или воздуха) с веществами, способными более или менее легко окисляться. Материалом для изготовления электродов в топливных элементах могут служить металлы переходных групп (например, никель или металлы группы платины), а также угли с сильно развитой поверхностью, на которую наносят соответствующие катализаторы (оксиды некоторых металлов и др.). [c.221]

Если концентрации (активности) веществ, участвующих в реакции, равны единице, то э.д.с. элемента называется его стандартной электродвижущей силой и обозначается Е°. [c.118]

Величины активностей компонентов в растворах определяются экспериментально при помощи различных методов, которые основаны на измерениях давлений паров и газов, изучении химических равновесий, растворимости и электродвижущих сил гальванических элементов. [c.80]

Зависимость электродного потенциала ( с) от моляльной концентрации рассматриваемого иона (С) при обычных условиях приближенно определяется уравнением Ее = Еа+ (0,06 п)1е С, где п — валентность иона. Соотношение это дает прежде всего возможность уточнить значение электродвижущей силы гальванического элемента путем учета концентрации (точнее, активности) содержащегося в нем электролита. Оно же показывает, что процесс вытеснения одним металлом другого по существу обратим, так как с достижением равенства значений Ес устанавливается равновесное состояние. [c.207]

Если концентрации (точнее, активности) веществ, участвующих в реакции, равны единице, т. е. соблюдаются стандартные условия, то ЭДС называется его стандартной электродвижущей силой и обозначается . медно-цинкового элемента равно разности между стандартными потенциалами меди (катода) и цинка (анода), т. е. [c.335]

Под потенциометрией понимается ряд методов анализа и определения физико-химических характеристик электролитов и химических реакций, основанных на измерении электродных потенциалов и электродвижущих сил гальванических элементов. Потенциометрические измерения являются наиболее надежными при изучении констант равновесия электродных реакций, термодинамических характеристик реакций, протекающих в растворах, определении растворимости солей, коэффициентов активности ионов, pH растворов. Особенно общирное применение нашли потенциометрические измерения именно при определении pH, которое является важнейшей характеристикой жидких систем. Для этого используют электрохимическую цепь, составленную из электрода сравнения и индикаторного электрода, потенциал которого зависит от концентрации (активности) ионов Н (так называемые электроды с водородной функцией). К таким электродам относятся, например, рассмотренные ранее водородный и стеклянный электроды. [c.264]

Если теперь пластинку любого металла, погруженную в раствор его соли с активностью ионов, равной 1 (содержащий 1 моль ионов металла в 1000 г воды), соединить с водородным электродом, как показано на рис. 82, то получится гальванический элемент, электродвижущую силу (э.д.с.) которого легко измерить. Эта э.д.с., [c.161]

Измеряя величины электродвижущих сил соответствующих концентрационных элементов, можно с большой точностью находить коэффициенты активности электролитов в растворах, а также произведение растворимости трудно растворимых веществ. [c.300]

Полезным способом определения активностей компонентов в металлургических системах является измерение электродвижущих сил гальванических элементов, что будет рассмотрено в гл. УП. [c.76]

Чтобы вычислить э. д. с. элемента по величинам электродных потенциалов на основе схемы элемента (У.26), всегда следует проводить вычитание в порядке, указанном в выражении (У.27). Общим правилом является следующее. Если стандартная электродвижущая сила элемента Е >, вычисленная по правилу правого плюса , положительна, то суммарная реакция будет термодинамически самопроизвольной. Самопроизвольная реакция элемента, согласно принятому в термодинамике условию, характеризуется отрицательной величиной изобарного потенциала системы (изменения свободной энергии), численно равной электрической работе (в вольт-кулонах или джоулях), т. е. если все реагенты находятся в стандартном состоянии (активности равны единице), то, пользуясь уравнением (У.9) и подставляя численные значения постоянной Фарадея, получим выражение для изменения свободной энергии системы (AF) [c.157]

I металла можно воспользоваться гальваническим элемен- том — системой из двух электродов, одним из которых служит нормальный водородный электрод, а другим — электрод испытуемого металла, погруженный в раствор его соли с активностью катиона 1 г-ион/л. Электродвижущая сила такого гальванического элемента характеризует окисли- тельно-восстановительную способность металла относи-, тельно стандартного водородного электрода и представляет собой, таким образом, его стандартный потенциал. [c.182]

На основании экспериментальных данных составлена таблица, показывающая способность одних металлов замещать ионы других метал лов (табл. 11.1). Металл, обладающий наибольшей способностью замещать другие металлы, занимает первое место в этом ряду. Такой ряд называют рядом напряжений, поскольку стремление одного металла восстанавливать ионы другого металла можно измерить, построив гальванический элемент и определив напряжение, которое он создает. (Слово напряжение здесь имеет тот же смысл, что и электродвижущая сила .) В таблицах обычно указывают напряжение, соответствующее активности, равной единице, для каждого иона иными словами, концентрацию иона умножают на коэффициент, учитывающий межионные взаимодействия в концентрированных растворах. Таким образом, элемент, приведенный на рис. 11.4, можно применять для измерения напряжения между электродами, на которых протекают реакции [c.316]

Особым вопросом является математическое описание активных элементов, содержащих источники действующего напора (Я), т.е. удельной энергии, подводимой к системе источником питания или циркуляции. Исходя из аналогии с электродвижущей силой (э.д.с.) в электрических цепях, будем на первом этапе (на уровне г.ц. с сосредоточенными параметрами) считать, что Я — независимый параметр активного элемента (такой же, например, как диаметр или длина трубы, коэффициент гидрав- [c.30]

При потенциометрич. измерениях составляют гальванич. элемент с индикаторным электродом (см. Электроды в электрохимии), потенциал к-рого зависит от активности хотя бы одного из компонентов электрохим. р-ции, и электродом сравнения и измеряют электродвижущую силу (эдс) этого элемента (см. Электрохимические цепи). [c.81]

Метод основан на изменении величины потенциала электрода, погруженного в исследуемый раствор, и сводится к измерению электродвижущей силы (ЭДС) элемента. Последний состоит из двух электродов — индикаторного, потенциал которого зависит от активности ионов водорода в растворе, и электрод сравнения (стандартный электрод) с известной постоянной величиной потенциала. Обычно в качестве индикаторных электродов используют стеклянный, электродами сравнения служат каломельный и хлорсеребряный. [c.54]

В начале настоящей главы излагаются основные принципы метода электродвижущих сил, описываются условные обозначения для гальванических элементов, а также условия, касающиеся знаков электродвижущей силы и стандартных электродных потенциалов. Затем излагается термодинамика гальванических элементов с жидкостными соединениями и без жидкостных соединений, причем это изложение связывается с результатами исследований растворов. Далее подробно рассматриваются гипотетический потенциал жидкостного соединения, понятие об электрическом потенциале на границе раздела фаз, проблема индивидуальных химических потенциалов и активностей ионов. В конце главы обсуждается вопрос о тех ограничениях, которые возникают при использовании элементов с жидкостными соединениями из-за наличия диффузионных потенциалов, а также описывается удобный способ устранения последних. [c.285]

Определение коэффициентов активности путем экстраполяции данных по электродвижущим силам концентрационных элементов без жидкостного соединения [c.292]

Это уравнение можно получить также, применяя уравнение (4) к элементам (25) и (27) и вычитая одно из полученных выражений из другого. Так как отношение т т , известно, то путем измерения электродвижущей силы подобной гальванической цепи можно определить отношение коэффициентов активности. При определении у обычно придают постоянное значение — стандартную концентрацию (0,11 ) —и определяют отношение Т/уо,1, г/ е у — коэффициент активности при любой другой концентрации т. Затем производят экстраполяцию с помощью уравнения Дебая и Гюккеля, дополненного Гюккелем путем прибавления линейного члена Вс к уравнению (34) гл. III. Таким образом, учитывая уравнение (57) гл. I, можно написать соотношение [c.293]

Е1 (У)—электродвижущая сила элемента, которая может быть измерена непосредственно, Е/ обычно называют диффузионным потенциалом. Что касается гипотетических парциальных свободных энергий ионов в правой части уравнения (55), то необходимо вспомнить положения гл. I, в которой подчеркивалось, что термодинамика позволяет находить парциальные свободные энергии, активности и т. д. только для молекулярных компонентов, в том смысле, как их определяет Гиббс, и не дает возможности вычислять эти величины для отдельных видов ионов. [c.296]

Как было показано, с помощью уравнения (54) нельзя определять парциальные свободные энергии ионов и, следовательно, измерения электродвижущих сил элементов с переносом нельзя использовать для получения данных о парциальных свободных энергиях и активностях ионов. [c.297]

Браун -и Мак-Иннес [13] использовали весьма точные данные по числам переноса, полученные по методу движущейся границы, для определения коэффициентов активности галогенидов путем измерения электродвижущих сил элементов с переносом. Они применяли элемент [c.297]

Коэффициенты активности, а следовательно, и сами активности определяют экспериментально по измерениям различных свойств раствора давления пара растворителя, 7кип, 7 зам, осмотического давления или из измерения электродвижущей силы гальванического элемента. В табл. 5.5 приведены коэффициенты активности растворов КС1, определенные различными методами. [c.202]

Таким образом, электродным потеициалом любого неизвестного электрода, опущенного в раствор, содержащий его ионы, принято называть электродвижущую силу элемента, составленного из исследуемого электрода и водородного электрода, находящегося в цормальных условиях. Если все вещества, участвующие в электрохимическом процессе, цротекающем в обратимом элементе,. находятся в нормальных условиях, т. е. их активности. или отношшие их активностей равны едини це, э. д. с. такого элемента равна своему нормальному (стандартному) значению. В соответствии с этим нормальным (стандартным) электродным потенциалом называют потенциал любого электрода, опущенного в раствор, содержащий его ионы, при условии, если активность или отношение активностей ионов, относительно которых электрод является обратимым, равны единице. [c.147]

Гальванические элементы имеют разное назначение. Так, некоторые из них применяют в качестве источников постоянного тока, например, элементы Якоби —Даниэля, Лекланше, аккумуляторы. С другой стороны, изучение электродвижущей силы (э. д. с.) гальванических элементов (метод э. д. с.) широко используют во многих физико-химических исследованиях. Так, по Э.Д.С. гальванического элемента можно определить изменение энергии Гиббса, происходящее в результате реакции, протекающей в элементе, а также соответствующие изменения энтропии и энтальпии. Метод э. д. с. также широко применяют при исследовании свойств растворов электролитов, например, при определении коэффициентов активности, констант протолитической диссоциации, pH водных и неводных растворов, в потенциометрическом и полярографическом анализе и т. п. [c.478]

Активности и коэффициенты активности веществ в растворах определяют, измеряя коллигативные свойства растворов (понижение упругости насыщенного пара над раствором по сравнению с упругостью насыщенного пара чистого растворителя, понижение температуры замерзания, повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем, осмотическое давление раствора), а также электродвижущую силу и электродные потенциалы обратимо работающих гальванических элементов. Можно, например, определить активность хлорида калия в растворе, поскольку можно приготовить такой раствор и измерить его коллигативные свойства. Однако в настоящее время неизвестны методы, с помощью которых можно было бы приготовить заряженные растворы, т. е. содержащие только катионы или только анионы, и измерить их коллигативные свойства, поскольку растворы электронейтральны и содержат эквивалентные количества как катионов, так и анионов. Следовательно, невозможно экспериментально определить активности и коэффициенты активности индивидуальных ионов (катионов или аниогюв) в растворе. [c.59]

НлО+ -1-е-=Н-1-Н20 Если пластинку металла, погруженную в раствор его соли с активностью ионов, равной единице, соединить со стандартным водородным электродом, как показано на рис. 62, то получится гальванический элемент (электрохимическая цепь), электродвижущую силу (ЭДС) которого легко измерить. ЭДС, измеренная при 25 °С, и будет величиной стандартного электродного потенциала металла. Стандартный электродньсй потенциал обычно обозначают Е°. [c.230]

Измерения электродвижущих сил. Для определения активности этим методом следует пользоваться гальваническими элементами без жидкостной границы. Это обусловлено тем, что на границе двух различных жидкостей возникает скачок потенциала, искажавший величину э.д,с., вызванную химической реакцией элемента. Таким элементом без жидкостной границы является, например, Pt, Н21НС1 (т) Ag ljAg, на электродах которого протекают реакции [c.220]

Уравнение (3-62) описывает реакцию, протекающую на одном электроде. Электрохимический элемент имеет два электрода, и полная реакция является суммой двух полуреакций. Электродный потенциал данной полуреакцин определяется путем измерения электродвижущей силы, создаваемой элементом, в котором одна из полуреакций протекает на стандартном электроде с известным потенциалом. На рис. 3-3 схематически изображена экспериментальная система для измерения электродного потенциала. Стандартный водородный электрод представляет собой платиновый стержень, заключенный в стеклянную трубку, через которую подается газообразный водород под давлением 1 атм. Электрод погружен в раствор, содержащий ионы водорода с единично активностью (ан =1). Потенциал этого электрода условно принят за нуль. На практике в качестве стандартного электрода чаще всего используют каломельный или какой-либо другой электрод с точно известным, постоянным потенциалом. Цепь между растворами, куда погружены электроды, замыкается с помощью мостика, заполненного электролитом. В исследуемом полуэлементе на поверхности другого электрода (чаще всего платинового) протекает реакция, описываемая уравнением (3-62). Разность потенциалов между двумя электродами регулируется потенциометром. Вычитая из зтсй разности потенциалов потенциал стандартного электрода, получают электродный потенциал исследуемой окислительно-восстановительной пары. Важно, чтобы интересующая нас электродная реакция была полностью обратима. Передвигая движок потенциометра таким образом, чтобы электродвижущая сила (э. д. с.) исследуемой системы была точно уравновешена внешним [c.229]

Для вычисления значений приведенных в табл. 128, были использованы значения Е, полученные по уравнению (19), и значения Е° из табл. 68. Значения, заключенные в скобки, были получены экстраполяцией данных по электродвижущим силам эти значения отвечают концентрациям, которые лежат за пределами области исследованных концентраций. Величины для промежуточных температур могут быть получевы интерполяцией. Ошибка в 0,05 мв в определении электродвижущей силы соответствует ошибке в величине коэффициента активности порядка 0,001. Значения для 20 и 25° очень хорошо согласуются с результатами, полученными из данных по измерению электродвижущих сил Гюнтельбергом [27], а также Рендаллом и Юнгом [28]. Акерлёф и Тир [29] распространили измерения электродвижущей силы элемента I на область концентраций кислоты от 3 до 16 М. Полученные этими исследователями величины lgY в интервале температур от О до 50° приведены в табл. 162. [c.322]

Подтверждением правильности этих результатов может служить их сопоставление с величинами коэффициентов активности при температурах замерзания растворов вычисленными Рендаллом и Юнгом из данных по определению температур замерзанхш Рендалла и Ванзелова [30]. Как видно из табл. 71, значения коэффициентов активности, вычисленные с помощью данных по электродвижущим силам элементов и по температурам замерзания, хорошо совпадают друг с другом. Это совпадение подтверждает правильность нашего предположения о природе реакции, протекающей в элементе. [c.322]

Кнобелем [34], Харнедом [10в], Харнедом и Свинделсом [35], Харнедом и Шунпом [10е] на основании измерений электродвижущих сил этих элементов были вычислены коэффициенты активности гидроокисей калия, натрия, лития и цезия при 25°. Позднее Харнед и Хеккер [10з] исследовали элементы, содержащие гидроокись натрия, а Харнед и Кук [36] — элементы, содержащие гидроокись калия в интервале температур 0 — 35°. Харнед показал, каким образом может быть вычислена поправка на перенос воды из данных по электродвижущим силам элементов с помощью уравнения для Харнед и Хеккер, а также Харнед и Кук применяли аналогичные графические методы. Согласно уравнению (45) гл. I, активности растворителя и растворенного вещества связаны уравнением [c.350]

Осмотические коэффициенты и коэффициенты активности хлоридов марганца, кобальта, никеля, меди, магния, кальция, стронция и бария, а также бромида и иодида магния были определены Робинзоном [9] путем изопиестических измерений упругости пара для концентраций растворов от 0,1 до 1,6, а в некоторых опытах— до2Д/. Стандартным раствором для всех этих изопиестических измерений служил раствор хлористого натрия (см. стр. 276 и 354). Значения при 25° приведены в табл. 151. Для хлористых бария и стронция, как видно из данных, нриведенных в табл. 90, результаты изопиестических измерений совпадают с результатами, полученными путем измерений электродвижущих сил. Кроме того, значения, определенные нри помощи кальциевого амальгамного элемента, сильно отличаются от соответствующих значений, полученных путем измерений упругости пара. [c.390]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология