24) Возникновение скачка потенциала на границе электрод-электролит.

Система, состоящая из введенных в контакт металла (проводник 1–ого рода) и электролита (проводника 2-ого рода) называют электродом. Рассмотрим в качестве примера такой системы металл погруженный в электролит содержащий одноименный катион.

, z – заряд катиона

Структура металла.

В узлах кристаллической решетки находятся катионы металла, все атомы металла удерживаются внешними валентными относительно свободными электронами – электронный газ, именно они обуславливают физические (электропроводность, теплопроводность, пластичность) свойства металла, а также его химические свойства (восстановительные). Эти электроны удерживают все атомы в данной массе металла вместе, то есть они осуществляют так называемую металлическую связь.

25) В электрохимии стандартный электродный потенциал, обозначаемый Eo, E0, или EO, является мерой индивидуального потенциала обратимого электрода (в равновесии) в стандартном состоянии, которое осуществляется в растворах при эффективной концентрации в 1 моль/кг и в газах при давлении в 1 атмосферу или 100 кПа (килопаскалей). Объёмы чаще всего взяты при 25 °C. Основой для электрохимической ячейки, такой как гальваническая ячейка всегда является окислительно-восстановительная реакция, которая может быть разбита на две полуреакции: окисление на аноде (потеря электрона) и восстановление на катоде (приобретение электрона). Электричество вырабатывается вследствие различия электростатического потенциала двух электродов. Эта разность потенциалов создаётся в результате различий индивидуальных потенциалов двух металлов электродов по отношению к электролиту.

Гальванические элементы.

Рассмотрим гальванический элемент Даниэля- Якоби.

Элемент Даниэля–Якоби

1 – сифоновая трубка, как правило заполненная KCl

Потенциал, определяющий равновесие:

При замыкании цепи цинковая пластина начинает терять электроны. Тогда появляется возможность для переходов катиона цинка из пластины в электроны. Электрод, который имеет меньший потенциал (Zn) в гальваническом элементе является анодом, при замыкании цепи потенциал, измеряющий равновесие перемещается в сторону окисления металла. Анодный процесс:

Цинковая пластина растворяется ( ) медная пластина наращивается. Работает, пока цинковая пластина не растворится .

Гальванический элемент (химический источник тока) – устройство, в котором химическая энергия окислительно-восстановительных реакций преобразуется в электрическую энергию.

В гальваническом элементе процессы окисления и восстановления пространственно разделены. За счет чего становится возможным движение зарядов электронов во внешней цепи, а ионов во внутренней цепи.

-электролитическая сила гальванического элемента

Электронная схема гальванического элемента начинается для электрона с меньшего потенциала, то есть с анода.

Z n⁰/Zn²⁺//Cu²⁺/Cu⁰

Возрастает

Химические источники тока – это устройства, используемые в быту и технике для получения электрической энергии за счет химических реакций. Их достоинство иметь источник энергии, не имея доступа к центральному источнику электрической энергии.

1. Марганцево-цинковые элементы (сухие элементы) бывают стаканчиковые, пуговичные, галетные (кубические).

Действие элемента основано на реакции:

Работа марганцево-цинкового элемента протекает следующим образом:

Цинковый стаканчик – анод – растворяется:

электролит – паста из NH₄Cl – взаимодействует с ионами Zn²⁺:

Электроны от цинка по внешней цепи идут к катоду, изготовленному из пакета MnO₂, и сюда же приходят ионы H⁺ по внутренней цепи:

Водород не выделяется, так как MnO₂ очень хороший деполяризатор.