Классификация э/х цепей

2 3 4 5 6 7 8

Все э/х цепи подразделяются по 2 признакам:

По характеру суммарного процесса, лежащего в основе действия э/х элемента:

а) химические б) концентрационные

По наличию или отсутствию диффузионных или жидкостных потенциалов (по наличию границ растворов)

а) цепи без переноса (без жидкостной границы, диф. потенциал отсутствует)

б) цепи с переносом (с жидкостной границей)

Химические цепи – состоят из 2-х электродов, на которых протекают различные по природе э/х реакции.

Химические цепи без переноса.

а) содержат один электролит, но один электрод обратим по катиону, а другой по аниону:газовый – газовый 1. (-) Pt, H₂ êHCl êCl₂, Pt (+)êводородный хлорный

2. I рода – газовый(-) Pt êZn êZnCl₂ êCl₂ Pt (+)

3. газовый II рода(-) Pt, H₂ êHCl êHg₂Cl_2,Hg êPt (+)

4. амальгамные II рода(-) Ag êPt êK(Hg) êKCl êAgCl, Ag (+)

5. I рода – II родартутно-кадмиевый

б) э/х цепь содержит один электролит, но оба электрода обратимы по аниону:

II рода – газовый каломельный хлорный

(-) Pt, Hg, Hg₂Cl₂ êKCl êCl₂ (p=1 атм., Pt (+)

ЭДС_цепи = Е = Е⁰ = const не зависит от концентрации электролита KCl.

II Химические цепи с переносом.

Химические цепи с переносом содержат 2 электролита, которые контактируют между собой через диафрагму, мембрану или солевой мост.

(-) Pt êNi êNiSO₄ êêKCl êHg₂Cl₂, Hg êPt (+)илиI рода – II рода (-) Pt êСd êCdSO₄ êêFe³⁺, Fe²⁺ êPt (+)I рода – Red-Ox (редокс элек.)(-) Pt êSn²⁺, Sn⁴⁺ êêFe³⁺, Fe²⁺ êPt (+)Red-Ox – Red-Ox (-) Cu êZn êZnSO₄êêCuSO₄ êCu (+)I рода – I рода(элемент Якоби-Даниэля)

I Концентрационные цепи без переноса – содержат один электролит.

Амальгамные цепи – состоят из двух одинаковых по своей природе амальгамных электродов с различными активностями металла в амальгамах (а₁ и а₂):

(-) М1 (Hg) êMA êM2 (Hg) (+)электролита₁ > а₂

Электродные реакции: (+) Мⁿ⁺ + ne ® M(Hg) – восстановление(-) M(Hg) – ne ® Мⁿ⁺ - окисление

Электродный потенциал каждого электрода:

Суммарный процесс в Г.Э. заключается в переходе металла из более концентрированной амальгамы в менее концентрированную и не является электрохимической реакцией.

M(Hg) ® M(Hg)

a₁ a₂

ЭДС цепи: , т.к. активность катионов металла в растворе а_М⁺ = const и Е⁰ = j⁰₊ - j⁰_- = 0

Газовые цепи – состоят из двух одинаковых газовых электродов с различным давлением газа:

(-) Pt, H₂ êHCl êH₂, Pt (+) p^’_H₂ > p^’’_H₂

Электродные реакции: (+) 2H⁺ + 2e ® H₂ – восстановление (-) H₂ – 2e ® 2H⁺ - окисление

Электродный потенциал каждого электрода:

Суммарный процесс состоит в выравнивании давлений газа.

ЭДС цепи: , т.к. а_Н⁺ = const

Концентрационные цепи с переносом – состоят из двух одинаковых электродов с различной активностью электролитов. Между двумя растворами электролита имеется граница соприкосновения (диафрагма, мембрана, солевой мост).