Основные понятия электрохимии

Э Л Е К Т Р О Х И М И Я

1. Гальванические элементы.

2. Коррозия металлов.

3. Электролиз.

Электрохимия - это раздел химии, который|какой| изучает взаимные превращения|преобразование| химической и электрической энергий.

1. Электрод – это система, которая состоит из проводника I рода (металл, графит.), погруженного в проводник ІІ рода (раствор или расплав электролита).

2. Электродный процесс – это процесс, который происходит на границе: проводник I рода – проводник ІІ рода.

3. Анод – электрод, на котором происходит процесс окисления (отдача электронов).

4. Катод – электрод, на котором происходит процесс восстановления (присоединение электронов).

5. Электродный потенциал – энергия, которая выделяется или поглощается в ходе электродных процессов (φ, В).

Ме⁰ → Меⁿ⁺ + ne, φ_ок. процесс

окисления

Meⁿ⁺ + ne → Me⁰, φ_восст. процесс

восстановление

φ_восст., Me⁰ ↔ Меⁿ⁺ + ne, φ_ок.

φ_восст. = - φ_ок.

Если электродные процессы происходят при стандартих условиях, то потенциалы называются стандартными φ⁰, В

Стандартные условия: Т = 298К, Р = 1,01• 10⁵ Па, С_М = 1 моль / л

Таблица значений стандартных электродных потенциалов восстановления (Меⁿ⁺) позволяет определить:

1. Сравнительную электрохимическую активность металлов: чем меньше значение потенциала восстановления|восстановления| иона, тем активнее металл.

2. Способность металлов вытеснять другие металлы из|с| растворов их солей: каждый предыдущий|предварительный| вытесняет все последующие.

3. Способность металлов вытеснять водород из кислот – неокислителей (HCl, HBr, HI, H₂SO_{4(разб.),} и тому подобное): если значение потенциала < 0 (то есть отрицательное) – то вытесняет.

Значения электродных потенциалов зависят от: температуры, концентрации электролита, давления (для газовых систем). Зависимость выражена в уравнении Нернста (Вальтер Нернст 1864 – 1941, нем.)

φ = φ⁰ + RT ∕ nF ∙ ln [Meⁿ⁺],

φ – электродный потенциал при условиях, отличающихся от стандартных; φ⁰- стандартный электродный потенциал R – универсальная газовая постоянная T – абсолютная температура n – число электронов, которые принимают участие в процессе F – число Фарадея (F = 96500Кл / моль) ln [Meⁿ⁺]– натуральный логарифм концентрации катионов металла в электролите

Для вычисления|исчисления| потенциалов при условиях, отличающихся от стандартных только концентрацией электролита, используют приведенное|сводит| уравнение Нернста:

φ = φ⁰ + 0,059 ∕ n ∙ lg [Meⁿ⁺]

Г А Л Ь В А Н И Ч Е С К И Е Е Л Е М Е Н Т И –

это системы, которые состоят из двух электродов, |какие| имеющих разные|различные| потенциалы и соединенные внешней и внутренней цепью.

Анодом в таких системах будет тот из двух металлов, который имеет меньшее значение электродного потенциала восстановления иона φ Меⁿ⁺∕ Ме⁰, В. На аноде всегда происходит процесс окисления, который сопровождается образованием свободных электронов. Анод имеет знак (-). От анода электроны двигаются к катоду, где принимают участие в процессе восстановления ионов из электролита. Катод имеет знак (+).

Сила, которая двигает электроны от аноду к катоду называется электродвижущей силой (ЭДС, В). Она тем больше, чем больше разница значений электродных потенциалов анода и катода.