Системы электрохимические без химических реакций

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

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 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]

Вывод уравнения для простой системы с химической реакцией первого порядка. Рассмотрим процессы, в которых соединение Вь полученное прн восстановлении А1, химически превращается в соединение Вг (уравнение 2.55). Электрохимическая реакция характеризуется константами н а, тогда как хи- [c.57]

В свою очередь, системы с химической реакцией могут быть разделены на три подкласса. В системах первого подкласса различные электрохимические реакции на электродах протекают только в результате различий в физико-химических свойствах проводников первого рода (простые системы), в системах второго подкласса — только благодаря различию в свойствах проводников второго рода, в системах третьего подкласса — из-за различий свойств проводников как первого, так и второго рода. [c.21]

Электрохимические системы второго и третьего подклассов называются сложными электрохимическими системами с химической реакцией. В таких системах неизбежна граница раздела между проводниками второго рода. [c.21]

Примером простой электрохимической системы с химической реакцией может служить рассмотренная выше система [c.21]

Электрохимическую систему без химической реакции можно получить, если соединить навстречу друг другу две простые электрохимические системы с химической реакцией одного подкласса, но с различной концентрацией электролита (т. е. положительный полюс одной системы подключить к положительному полюсу другой системы или отрицательный полюс одной системы подключить к отрицательному же полюсу другой системы), например [c.26]

Такие системы по сути дела состоят из двух электрохимических систем. Поэтому, если для них сохранить название электрохимическая система , то входящие в них две электрохимические системы с химической реакцией следует называть электрохимическими подсистемами. Термин подсистема будет применяться только для тех электрохимических систем, которые входят в качестве составных частей сложных электрохимических систем, рассматриваемых как единое целое. [c.26]

К электрохимическим системам, в которых различны физикохимические свойства проводников второго рода, относятся концентрационные системы второго типа, сдвоенные системы с химической реакцией и системы с различной степенью окисленности ионов. Примером концентрационной электрохимической системы второго типа является система [c.183]

Согласно определению, данному электрохимическим системам, в них происходит взаимное превращение энергии химических реакций и электрической энергии. Пусть з электрохимической системе обратимо и изотермически совершается химическое превращение VA А + Vв В +. .. = -Ь + УМ +. .. (47) [c.19]

Электрическая энергия, вырабатываемая элементом (или цепью элементов), равна полезной работе А суммарного процесса, протекающего в элементе, который мы рассматриваем как термодинамическую систему. Полезная работа Л, процесса максимальна н равна убыли изобарного потенциала системы —AG. Это изменение изобарного потенциала вызвано совокупностью электрохимических реакций на электродах, т. е. суммарной химической реакцией или другими физико-химическими процессами (растворение, выравнивание концентраций, фазовое превращение и др.), протекающими обратимо. В том случае, когда процесс является обратимым, можно, заставляя элемент работать при почти полной компенсации его э.д.с. внешней разностью потенциалов, т. е. заставляя его находиться бесконечно близко к равновесию (этому состоянию и соответствует измеренная величина ), вычислить изменение изобарного потенциала системы AG через измеренную э.д.с.. [c.527]

Одним из примечательных свойств окислительно-восстановительных реакций, отличающих их от большинства других химических реакций, является присущий им широкий диапазон значений констант равновесий. Для двухэлектронной реакции напряжению элемента в 6 В соответствует константа равновесия = 10 ° Это означает, что вероятность достаточно близкого совпадения восстановительных потенциалов двух полуреакций, при котором константа равновесия полной реакции принимала бы не слишком большое значение, крайне низка. Большинство окислительно-восстановительных реакций протекают практически до полного завершения либо вообще не осуществляются. Однако электрохимические методы можно использовать для изучения равновесий, произведений растворимости и образования комплексных ионов даже в таких случаях, когда один или другой компонент равновесной системы присутствует в количествах, слишком малых для обнаружения обычными аналитическими методами. [c.194]

Переход энергии химической реакции в энергию электрического тока и обратно происходит в электрохимических системах, состоящих из электролитов и электродов. Электрод — система, состоящая из двух фаз, одна из которых является электролитом, а др5 гая — металлом или полупроводником. Между, компонентами фаз происходит реакция (электродный процесс), сопровождающаяся переходом электрических зарядов из одной фазы в другую и возникновением скачка потенциала на границе их раздела. [c.454]

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]

В данном практикуме выбрана следующая система изложения. В первой главе даны спектроскопические методы — это типичные физические методы описаны атомные и молекулярные спектроскопические методы. Во второй главе представлены электрохимические методы — методы, основанные на контроле физических явлений, сопровождающих химические реакции. Третья глава посвящена хроматографическим методам анализа, в том числе и комбинированным с различными физическими и физикохимическими методами. [c.6]

Для нормальной работы трехкомпонентного нейтрализатора необходима обратная связь между качеством отработавших газов и системой питания двигателя. Такая связь должна поддерживать уровень расхода воздуха примерно 14,6 кг на 1 кг сожженного бензина. При богатой смеси (а<1,0) резко увеличивается неполнота сгорания, а при бедной смеси (а>1,0), как сказано выше, возможно образование аммиака с появлением резкого запаха отработавших газов. Эту связь обеспечивает электронная схема регулирования с помощью так называемого кислородного датчика, измеряющего мгновенное содержание свободного кислорода в отработавших газах. Датчик монтируется на корпусе нейтрализатора и имеет слой оксида циркония или титана, покрытого платиной (датчик Ъ>). Такая электрохимическая ячейка реагирует на атомы кислорода и создает разность потенциалов до одного вольта. Эта разность потенциалов и служит управляющим сигналом, заставляющим электронный модуль изменять подачу топлива в двигатель до тех пор, пока в отработавших газах не останется свободного, то есть не вступившего в химическую реакцию, кислорода. Таким образом, автоматически поддерживается стехиометрический состав рабочей смеси во всех диапазонах нагрузок и частот вращения коленчатого вала двигателя. Такие трехкомпонентные нейтрализаторы при соответствующем финансировании могут производиться в России в количестве, необходимом для оснащения всех выпускаемых в стране автомобилей. [c.337]

Ход реакции изображает потенциальная кривая, каждая точка которой представляет энергию системы при данной ее конфигурации. Энергии всех заряженных частиц (электронов и ионов) изменяются под действием химических сил и электрического поля, и это определяет отличие потенциального барьера электрохимической реакции от барьера химической реакции. [c.294]

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]

По виду это уравнение полностью совпадает с уравнением (2.23), однако в (2.23) Е — ЭДС любой химической реакции, осуществляемой в электрохимической системе, а — стандартная ЭДС этой реакции в то же время в уравнении (2.23а) эти величины отвечают химической реакции, получающейся при суммировании исследуемой электродной реакции и реакции Н 2Н+ -f 2е . Одинаковое обозначение электродных потенциалов и ЭДС достаточно широко распространено н литературе, что необходимо принимать во внимание. [c.109]

Так как (1 (А(3)/с17=—А5, то АЕ/йТ=А8/пР. Таким образом, температурный коэффициент ЭДС характеризует изменение энтропии А5 в ходе соответствующей химической реакции, а величина пРТ (АЕ/<1Т)=ТА8 определяет тепловой эффект при обратимом протекании химической реакции в электрохимической системе. С другой стороны, АЯ характеризует тепловой эффект химической реакции при ее необратимом протекании в условиях постоянного давления. [c.121]

Электрохимическая система, генерирующая электрическую энергию за счет протекающих в ней химических реакций, называется гальваническим элементом. Процессы, при которых за счет электрической энергии от внешнего источника происходят химические превращения, называются электролизом аппарат, в котором происходит Электролиз, называется электролизером. В обоих случаях электрод, на котором происходит процесс восстановления, называется катодом, электрод, на котором происходит процесс окисления, называется анодом, В гальванических элементах анод обычно называют отрица-Рис. 68. Схема скачков потенциала тельнЫМ ПОЛЮСОМ, каТОД ПО-электрохимической системы. ложительным ПОЛЮСОМ. [c.314]

Как следует из термодинамики электрохимических реакций, пртенциал инертного электрода Е, находящегося в равновесии с окислительно-восстановительной системой (большинство химических реакций можно рассматривать как окислительно-восстановительные), определяется по уравнению Нернста [c.60]

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]

Электрохимические системы без химических реакций можно также разделить на те же три подкласса (см. схему). Системы первого подкласса, в свою очередь, подразделяются на концентрационные (первого типа), аллотропные и гравитационные. Ко -ьентрационными системами первого типа являются амальгамные [c.24]

В электрохимических системах без химической реакции с различными физико-химическими характеристиками проводников втО" poro рода это различие может проистекать из-за разной концен трации одного н того же электролита (концентрационные системы второго типа), например [c.25]

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]

Последовительность изложения физической химии носит произвольный характер. Нам казалось логичным предложить изучение материала в следующей последовательности 1) строение атомов и молекул 2) термодинамика 3) динамические равновесия, возникающие в системах без химических реакций 4) химическое равновесие 5) химические процессы, протекающие во времени (химическая кинетика, электрохимическая кинетика, фотохимия, радиационная химия, катализ, топохимические реакции). [c.6]

Приложение законов термодинамики к электрохимическим системам позволяет установить количественную связь между электрической энергией электрохимических систем и изменением химической эпергип протекающих в них токообразующих химических реакций. Правильно определяя химическую энергию токообразующих реакций как источник электрической энергии электрохимических систем, термодинамика, являясь наукой о наиболее общих закономерностях, не в состоянии показать, какими путями, по какому механизму химическая энергия превращается в электрическую, из чего слагается э.д.с., что собой представляет потенциал электрода. [c.23]

Вместе с тем в химической теории предполагается, что э. д. с. электрохимической системы слагается только из двух скачков потенциала, возникающих на тех границах раздела, где протекают тоготобразующие химические реакции, т. е. на границах раздела электрод — электролит. При этом электродные потенциалы отождествляются со скачками потенциалов между электродом и раствором, а э. д. с. — с разностью этих скачков [c.212]

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]

Если вещества, образующие две электрохимические системы (Oxi, Redl и Охз, Reda), находятся в контакте, например в растворе, то между ними возникает химическая реакция [c.492]

Наличие точного решения диффузионной задачи для системы электродов диск — кольцо подводит строго количественную базу для применения метода ВДЭК к исследованию кинетики многостадийных реакций. Теория позволяет найти связь между предельным током на кольцевом электроде, током на диске и константой скорости превращения фиксируемого на кольце промежуточного продукта в конечный. Конкретный вид решения уравнения конвективной диффузии определяется типом реакции, приводящей к исчезновению интермедиата. Точное аналитическое выражение для тока на кольце существует лишь для случая превращения нестабильного промежуточного продукта в конечный в результате гетерогенной (электрохимической или химической) реакции первого порядка. Оно может быть представлено в виде формулы (6.26) или посредством эквивалентного ей выражения [c.213]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология