- •2. 1.5. Квантовые числа и атомные орбитали
- •[Править]Концепция гибридизации
- •[Править]Виды гибридизации [править]sp-гибридизация
- •[Править]sp2-гибридизация
- •[Править]sp3-гибридизация
- •[Править]Гибридизация и геометрия молекул
- •13. 1. Характеристика вещества в - газообразном состоянии в условиях вакуума
- •14.Агрегатное состояние вещества – твёрдое тело
- •15. Агрегатное состояние вещества – жидкость
- •[Править]Способы выражения константы равновесия
- •[Править]Стандартная константа равновесия
- •[Править]Константа равновесия реакций в гетерогенных системах
- •[Править]Константа равновесия и изменение энергии Гиббса
- •21. Принцип Ле Шателье — Брауна
- •[Править]Влияние температуры
- •[Править]Влияние давления
- •[Править]Влияние инертных газов
- •[Править]Влияние концентрации
- •[Править]Примечания
- •23. 6.1. Скорость химических реакций
- •6.1.1 Зависимость скорости реакции от концентрации веществ
- •6.1.2. Особенности кинетики гетерогенных реакций
- •6.1.3. Зависимость скорости реакции от температуры
- •6.1.4. Уравнение Аррениуса
- •6.1.5. Энергия активации
- •6.1.6. Предэкспоненциальный множитель
- •6.1.7. Зависимость скорости реакции от катализатора
- •6.1.8. Гомогенный катализ
- •6.1.9. Гетерогенный катализ
- •25. Способы выражения концентрации растворов
- •Пересчет концентраций растворов из одних единиц в другие
- •Упаривание раствора
- •Концентрирование раствора
- •Смешивание растворов с разными концентрациями
- •Разбавление раствора
- •26. Физико-химические свойства разбавленных растворов неэлектролитов, приближающихся по свойствам k идеальным
- •[Править]Первый закон Рауля
- •[Править]Отклонения от закона Рауля
- •[Править]Второй закон Рауля
- •[Править]Понижение температуры кристаллизации растворов
- •[Править]Повышение температуры кипения растворов
- •[Править]Криоскопическая и эбулиоскопическая константы
- •[Править]Растворы электролитов
- •28. Понижение температуры кристаллизации растворов
- •[Править]Повышение температуры кипения растворов
- •[Править]Криоскопическая и эбулиоскопическая константы
- •[Править]Растворы электролитов
- •Равновесный электродный потенциал.
- •Трехэлектродная цепь
- •1) Гомогенный механизм электрохимической коррозии:
- •2) Гетерогенный механизм электрохимической коррозии:
Равновесный электродный потенциал.
Погрузим инертный металл (Pt) в электролит, содержащий Ox/Red пару. Обмен электронами между окислителем и восстановителем
Ox + ne = Red
протекает с участием платинового электрода (рис. 2)
Ox + ne(Pt)= Red + Pt
Pt
раствор
+
анодный процесс Red - nе = Ox
катодный процесс Ox + ne = Red
Рис. 2. Схема анодного и катодного процессов, протекающих на Pt электроде.
Неравенство скоростей прямой и обратной реакции приводит к изменению концентрации электронов в металле, а значит и к изменению потенциала электрода. Когда скорости прямой и обратной реакции становятся равными, в системе устанавливается электрохимическое равновесие. Электродный потенциал, отвечающий этому равновесию, называется равновесным электродным потенциалом.
Для любой электродной реакции вида
aA + bB + ...+ qQ + ne = a'A' + b'B' + ...+ q'Q'
равновесный электродный потенциал определяется уравнением Нернста
В частности, для окислительно- восстановительной реакции выделения-ионизации водорода на платине
2H+ + 2e = H2
равновесный потенциал определяется уравнением Нернста.
Такой электрод называется водородным. Для стандартных условий, т.е. когда активность ионов водорода и парциальное давление водорода равны 1, а температура 250 С, по всеобщему соглашению принимается, что стандартный потенциал водородного электрода равен нулю. Водородный электрод называют электродом сравнения.
Составим следующую электрохимическую цепь с водородным электродом сравнения
Pt,Ox, Red || Н+, H2, Pt
Измеряя разность потенциалов на концах этой цепи в стандартных условиях, т.е. когда активности всех веществ равны единице, получаем стандартный потенциал исследуемой окислительно-восстановительной реакции.
Стандартные электродные потенциалы (E0) для множества окислительно-восста-новительных реакций приведены в справочниках. Все эти величины даны относительно нормального водородного электрода. На основании этих данных можно построить шкалу потенциалов, на которой каждой окислительно-восстановительной электрохимической реакции соответствует свое значение стандартного потенциала.
Е0, В
3.06 F2 + 2H+ + 2e = 2HF - самое положительное значение
стандартного потенциала
0 2H+ + 2e = H2 - условный нуль потенциала
-3.024 Li+ + e = Li - самое отрицательное значение
стандартного потенциала
Таким образом, стандартные потенциалы множества электрохимических реакций заключены приблизительно в пределах от -3 до +3 вольт.
Одноэлектродные цепи
К ним можно отнести:
"Металлический" электрод 1-го рода (металл граничит непосредственно с раствором собственных ионов).
Для окислительно-восстановительной реакции типа
Ме = Меn+ + ne
Все металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, имеют отрицательный стандартный потенциал, и способны вытеснять водород из растворов кислот, а все металлы, стоящие правее водорода, соответственно положительный стандартный потенциал и водород из растворов кислот вытеснять не могут.
"Металлический" электрод 2-го рода (металл граничит с электролитом через слой малорастворимого соединения этого металла: оксида, гидроксида или труднорастворимой соли-МХ). Схематически металлический электрод 2-го рода можно представить таким образом
Ме|МеХ| р-р
Электроды сравнения.
Хлорсеребряный электрод.
Малая растворимость хлористого серебра позволяет построить удобный в использовании электрод сравнения, который схематически можно изобразить так (металлический электрод 2-го рода)
Ag,AgCl | Cl-
Он имеет равновесный потенциал, который зависит от концентрации ионов хлора. В насыщенном растворе хлорида калия равновесный потенциал хлорсеребряного электрода равен 0.2 В и неограниченно долго сохраняет свое постоянное значение.
Двухэлектродная цепь для измерения потенциала электрода.
Электрод сравнения здесь служит для измерения разности потенциалов между рабочим электродом и электродом сравнения. Поскольку потенциал электрода сравнения остается постоянным, то измеряемая с помощью вольтметра в этой цепи разность потенциалов с точностью до постоянной величины характеризует потенциал рабочего электрода. Если, например, при погружении исследуемого металла в рабочий раствор измеряемая разность потенциалов изменяется во времени, то это означает, что изменяется во времени только потенциал рабочего электрода. Измеряемый в такой цепи потенциал рабочего электрода является бестоковым потенциалом, поскольку между рабочим электродом и электродом сравнения ток не протекает. Если бестоковый потенциал рабочего электрода подчиняется уравнению Нернста, то такой потенциал называется равновесным (обратимым). В противном случае бестоковый потенциал называется неравновесным (или необратимым).