Celula poate fi compus din nu numai diferite, dar electrozi identici imersate în soluții de aceeași diferitelor concentrații de electrolit (elemente de concentrație).
De exemplu, o celulă electrochimică compusă din electrozi de argint au scăzut în soluție 0,0001 M și 0,1 M AgNO3.
Noi găsim potențialul electrodului conform formulei lui Nernst (7.2):
j 1 Ag + / Ag = j 0 + 0,059 · lg [Ag +] = 0,8 + 0,059 · lg 0,001 = 0,62 V,
Deoarece j 1 Schema unei astfel de celule galvanice este scris ca: Astfel, principiul de lucru al celulei electrochimice poate fi descrisă după cum urmează: 1) oxidare la anod, în urma cărora se formează electronii, în care anodul este încărcat negativ; 2) reacția de reducere la catod, catodul este încărcat pozitiv; 3) Deplasarea electronilor de la anod la catod; 4) Mișcarea ionilor în soluție: ionii negativi de la catod la anod, pozitiv - de la anod la catod. Reacțiile redox direcție Pentru valori ale potențialelor redox pot judeca direcția reacțiilor redox. Pe baza ecuației, care se referă diferența de potențial între jumătate reacția (# 958;) cu schimbarea energiei libere Gibbs DG, și amintindu-și că posibilitatea apariției oricărui proces chimic datorită DG valoare negativă poate concluziona următoarele: reacția redox se va produce spontan într-o direcție în care jumătatea de reacția cu potențial mai mare de acte redox ca comburant în raport cu jumătate de reacție la un potențial mai scăzut. Cu alte cuvinte, reacția redox poate avea loc în cazul în care diferența de potențial de jumătate de reacție corespunzătoare a celulei este pozitiv. Deoarece reacția are loc concentrarea formelor oxidate și reduse ale jumătate de reacție schimbat, astfel încât potențialul agentului de oxidare scade, iar agentul reducător - crește. Ca urmare, diferența de potențial scade, forța motrice a procesului slăbește. Reacția redox va continua atâta timp cât potențialele jumătate de reacție devin egale. La egalitatea potențialului în sistemul de echilibru chimic. Ca o primă aproximare deja prin compararea potențialele standard ale jumătăților de reacții pot rezolva problema - care este capabil să realizeze funcția de oxidare sau agent reducător în raport cu cealaltă. Pentru acest Potențialele standard sunt semnificativ diferite una de alta. De exemplu, zinc (j 0 = -0.76 V) se va recupera (stramuta) de cupru (j 0 = 0.34 V) dintr-o soluție apoasă a sării sale, la orice concentrație fezabilă a soluției. Dar dacă diferența de potențialele standard, este mică (potențialele standard sunt aproape), este necesar să se calculeze potențialele reale în vederea concentrării ecuației Nernst, și doar apoi să decidă cu privire la direcția de curgere a reacției de oxidare-reducere. Exemplu. Stabilirea posibilității și direcția de curgere a reacției Decizie. Pentru a răspunde la întrebarea, vom scrie reacția într-o formă ionică, împărțind-o în jumătăți de reacții, și scrie potențialele standard ale jumătăților de reacții: Br2 + 2 # 275; = 2Br -; 0 j = 1,09 B, PbO2 + 4H + + 2 # 275; = Pb 2+ + 2H2O; 0 j = 1,46 B. # 958; = Jok-la-la -jvosst = 1.46-1.09 = 0.37> 0. În consecință, DG<0, т.е. реакция будет протекать слева направо. Из сопоставления потенциалов видно, что PbO2 в кислой среде имеет больший потенциал, следовательно, он может окислить ионы Br -. которые образуют при этом Br2 . În cazul în care un curent electric poate fi generat prin reacții chimice, și datorită sursei de energie electrică externă, aceste reacții pot fi efectuate. procesele redox care au loc la electrozi, atunci când un curent electric prin soluția de electrolit sau topi, numită electroliză. Când acest lucru se întâmplă la procesul de recuperare catod, iar la anod - procesul de oxidare. Exista doua tipuri de electrozi anodice pot fi folosiți în electroliza: activă (de sacrificiu) și inert (neconsumabil). Anodul activ oxideaza, transformându-se în soluție ca ioni, si este singurul electrod inert, prin care soluția (sau topi) sunt transferate electroni. electrozii sunt de obicei realizate inerți din grafit sau platină. Să considerăm, de exemplu, electroliza sărurilor topite CdCl2. Când are loc topirea disocierea electrolitică a sărurilor: CdCl2 Cd 2+ + 2CI -. Dacă acum un recipient care conține o substanță pentru a scădea două electrod inert de grafit și de a le conecta la polii unei surse de curent extern, electrolitul se va directionale mișcarea ionilor (fig. 7.3). În acest caz, recuperarea catodică a ionilor de cadmiu se va produce la anod și - oxidarea ionilor de clor: catod: Cd 2+ + 2 # 275; → Cd 0; anod: 2CI - - 2 # 275; → Cl2. curent formatoare de reacție: Cd 2+ + 2CI - = Cd 0 + Cl2 Topitura CdCl2 Cd 2+ Cl - Figura 7.3. Electroliza se topesc CdCl2 După scurt timp, pe electrozi inerte se stabilească metalic cadmiului și clor gazos (sub formă de bule), iar electrozii inerte devin active - în cadmiu și clor, respectiv, având următoarele Potențialele de electrod standard: Cd 2+ + 2 # 275; = Cd 0; j = 0 -0.4 V, Cl2. 2 + # 275; = 2CI -; j 0 = 1,36 V. celule electrochimice Aparuta se va potrivi reacția actuală producătoare, electroliză inversă: După cum se poate observa din valorile și semnele acestor potențiale care au luat naștere EMF este îndreptată către o sursă externă de tensiune în electroliză. Prin urmare, tensiunea minimă (tensiune de descompunere), care se aplică pentru electroliza, EMF celulei este determinată (ET), care are loc în acest proces. În acest caz, EMF = 0 1,36 - (-0.4) = 1,76 V. Această valoare, cu toate acestea, a fost găsit pentru condiții standard, care nu sunt adesea efectuate (sparte) în timpul electrolizei. Devierea tensiunii de electroliză (emf și ET) din valoarea standard, se numește polarizare. Există mai multe motive pentru polarizarea electrozilor: modificare a concentrației polyarizatsiya- în concentrația ionilor la electrodul, ca rezultat al reacției debitului (DC); anozilor și catozilor reacții perenapryazhenie- pentru a incetini electrozii de curgere; Electrozi pasivizare (formarea pe suprafețe, ancrasarea aq trudnora ble, slab efectuarea filmelor). Pentru a preveni polarizarea electrozilor în soluții sau adăuga substanțe speciale -depolyarizatory.Velichina polarizare poate fi de ordinul a 0,5 V, care este esențială atât pentru electroliza, cât și pentru ET.articole similare