Если данный ГЭ работает при

Стандартном состоянии, аионов =1 моль/л:

DG 0 ТОР = - n.F.E 0Э

Если данный ГЭ работает при

нетрадиционном состоянии , аионов ≠ 1 моль/л:

DGТОР = DG 0 ТОР + RT . ln = - n.F .EЭ

ЕЭ = ƒ (а ионов, р газов )


ЕЭ = -


Е0Э

►►►►

DG0 ТОР= - RT lnKр Þ

где Kр - константа равновесия ТОР


Уравнение Гиббса-Гемгольца:

В энергетических единицах:

DGТОР = DН + Т Если данный ГЭ работает при( )

В электронных единицах:

nFEЭ = - DН + nFТ

В итоге:

ЕЭ = Þ


либо

- температурный коэффициент, [В/К].

Выводы

если: ► DSТОР > 0: ↑ Т Þ ↑ Е Э

► DSТОР < 0: ↑ Т Þ ↓ Е Э

► < 0 Þ АЭЛ < энергии ТОР Þ

Эл/хим. система дает теплоту в окружающую среду либо греется в критериях термический изоляции.

↑ Т Þ ↓ Е Э

Цепь: Pb, PbCl2½Cl-½AgCl, Ag; = - 1,86×10-4 В Если данный ГЭ работает при/К

► > 0 Þ АЭЛ > энергии ТОР Þ

эл/хим. система заимствует теплоту из среды либо охлаждается в критериях термический изоляции. ↑ Т Þ ↑ Е Э

Цепь: Pb½Pb(CH3COO)2½½Cu(CH3COO)2½Cu; =3,85×10-4 В/К

► Электрод -эталон – элемент Вестона:

(Hg)Cd½CdSO4½Hg2SO4,Hg; »0

↑ ↓ Т Þ не изменяет Е Э

► Задачка.

Высчитать Аmax Если данный ГЭ работает при и DН для ГЭ Вестона в каком:

Т К ЕЭ, В

293 1,01830

298 1,01807

Решение:

Hg2SO4 + Cd + 8/3Н2О Û CdSO4×8/3Н2О + 2Hgж

-2е

+2е

Аmax = nFEЭ = 2×96500×1,0183 = 1,963×105 Дж/моль

= В/К

=

= 2×96500( - 4,6×10-5×293 - 1,0183)

Þ DН = - 1,991×105Дж/моль

► Задачка.

Напишите катодные и анодные процессы Zn/Ag ГЭ, высчитайте Е0Э при Т = 298 К и ЕЭ при aктивностях ионов Zn Если данный ГЭ работает при2+ и Ag+ равных:

а Zn2+ = а Ag+ = 0,01 моль/л.

Решение.

Из таблицы: В, В.

Т.к. Þ Ag – катод, Zn – анод.

А: Zn ® Zn+2 + 2e

K: Ag+ + e ® Ag 2


ТОР: Zn + 2Ag+ ® Zn+2 + 2Ag

=0,799 – (– 0,763)= 1,562 В

B.

уравнение Нернста:

В

B

В.

ЕЭ= 1,503 В ÞЕЭ0 > ЕЭ

Либо так: ●

ю

Пример. Гальванический элемент Н2 / О2

При стандартном состоянии (с.с.):

Е Если данный ГЭ работает при0 Н+/Н2 = 0,0 В - анод

Е0 О2/ОН– = 0,401 В - катод

А: Н2 ® 2Н+ + 2e 2

K: О2 + 2Н2О + 4e ® 4ОН –


ТОР: 2Н2 + О2 + 2Н2О ® 4Н+ + 4ОН –

Е0 Э = Е0 О2/ОН– - Е0 Н+/Н2 = 0,401 - 0,0 В = 0,401 В

Уравнение Нернста:

Пример. Гальванический элемент O2 / Cl2

При стандартном состоянии (с.с.):

Е0 О2/ОН– = 0,401 В Если данный ГЭ работает при - анод

Е0 Cl2/Cl– = 1,359 В - катод

А: 4ОН – ® О2 + 2Н2О + 4e

K: Cl2 + 2e ® 2Cl – 2


ТОР: 4ОН – + 2Cl2 ® О2 + 2Н2О + 4Cl –

Е0 Э = Е0 Cl2/Cl– - Е0 О2/ОН– = 1,359 - 0,401 В = 0,958 В

Уравнение Нернста:

КОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ ГЭ

Элементы, составленные из схожих электродов, помещенных в смеси электролитов различной концентрации

Пример Zn / Zn ГЭ

/ \ Т = 298 К, Е0Zn2+/Zn= – 0,763 В

ß ß

(1) в Если данный ГЭ работает при растворе (2) в растворе

ZnSO4 ZnSO4

аZn2+ =0,05 моль/л аZn2+ =0,001 моль/л

ß ß

ЕрZn2+/Zn= – 0,766 В ЕрZn2+/Zn= – 0,851 В

ß ß

более (+) катод более (–) анод

расчеты - по Уравнению Нернста:

● ЕрZn2+/Zn = Е0Zn2+/Zn + (0,059/2) .lg аZn2+

А: Zn ® Zn+2 + 2e

K: Zn+2 + 2e ® Zn

Е Э = – 0,766 В- (-0,851) = 0,085 В

Пример Н2 / Н2 ГЭ

/ \ Т = 298 К, Е0Н+/Н2= 0,0 В

ß ß

(1) в растворе Если данный ГЭ работает при (2) в растворе

Н2SO4 Н2SO4

рН = 2 рН = 5

рН2 = 10 кПа рН2 = 100 кПа

ß ß

ЕрН+/Н2= – 0,1475 В ЕрН+/Н2= – 0,354 В

ß ß

более (+) катод более (–) анод

расчеты - по Уравнению Нернста:

● ЕрН+/Н2 = - 0,0259 . lg рН2 – 0,059 . рН

А: Н2 ® 2Н+ + 2e

K: 2Н+ + 2e ® Н2

Е Э = – 0,1475 - (-0,354) = 0,2065 В



При работе ГЭÞвырабатывается электронный токÞ под действием электронного токаÞ появляются утраты :

ΔЕА , ΔЕК – поляризационные утраты Если данный ГЭ работает при на аноде и катоде за счет скопления товаров реакции на электроде и за счет недочета начальных веществ для реакции на электроде и за счет замедленности самой химической реакцииÞ

Þ { Е анода Þ более положительным

{ Е катода Þ более отрицательным

ΔЕ ОМ – омические утраты в электролите ( ! ) и на электродахÞΔЕ ОМ = R . I

В итоге в ГЭ напряжение Если данный ГЭ работает при U - миниатюризируется.


U – напряжение ГЭ; U = ЕК – ЕА ( при I ≠ 0)

I(r1 + r2) - омическое падение напряжения;

r1- сопротивление в проводниках с электрической;

проводимостью (проводники первого рода);

r2- сопротивление в электролите (проводник второго

рода);

ΔЕА , ΔЕК – поляризация анода и катода.

график зависимости Е = f(i)


eshelon-vibor-celi-visunul-golovu-za-bort-v-vozdushnij-potok-ot-vinta-chtobi-shvatit-glotochek-prohladi-ivan-s-obezumevshimi-glazami-vtaskivaet-menya-v-salon.html
esherihii-kak-etiologicheskie-agenti-vnutribolnichnih-infekcij-referat.html
eshil-y-525-456-gg-do-n-e-amerika-avstraliya-literaturno-bibliograficheskij-spravochnik-6-e-izd-ispravlennoe.html