Электрохимическая система

1. эхп

2.

3. Электрохимическая система (с одним электролитом)

4. Электрохимическая система (с двумя электролитами)

5. Электрохимическая схема

Система с одним электролитом –
электрод1| электролит | электрод2
Система с двумя электролитами –
электрод1| электролит1 ¦¦ электролит2 | электрод2

6. Гальванический элемент Даниэля

7. Электрохимические термины и процессы в гальваническом элементе

Анод – электрод, на котором происходит
окисление.
Катод - электрод, на котором происходит
восстановление.
1) Окисление восстановителя анодная реакция : Zn – 2 ē → Zn2+
2) Восстановление окислителя –
катодная реакция : Cu2+ + 2 ē → Cu
3) Движение ионов в растворе
4) Движение электронов во внешней цепи
Токообразующая реакция (ТОР) - сумма
катодной и анодной реакций
Zn + Cu2+
Zn2+ + Cu

8.

Схема:
анод| электролит1 ¦¦ электролит2 | катод
Полная: Zn | ZnSO4 ¦¦ CuSO4 | Cu
Краткая:
Zn| Zn2+ ¦¦ Cu2+ | Cu

9.

Электродвижущая сила (ЭДС) – разность
потенциалов (напряжение) между
электродами: E = φ2 - φ1.
E связана с ΔG: E = - ΔG/nF
n – количество электронов в ТОР
F - число Фарадея = 96500 Кл/моль

10. Измерения электродных потенциалов

E = φкатода – φанода
Принято: электродный потенциал =
= E = φэлектрода – φэлектрода сравнения

11. Стандартный водородный электрод

12. Установка для измерения потенциалов

A: Zn – 2 ē = Zn2+
K: 2 H+ + 2 ē = H2
Схема: Zn| Zn2+ ¦¦ H+ | H2 | Pt

13. Стандартный электродный потенциал

Измеряется Е = φэлектрод – φСВЭ =
= ЕOx/Red
ЕOx/Red = f(природы реагентов, с, Т)
Стандартный электродный потенциал Е0Ox/Red = ЕOx/Red (cOx= 1 моль/л, cRed= 1 моль/л)
Пример:
Е0Zn2+/Zn
Для Т = 25 0С (298 К) Е0Ox/Red в таблицах

14.

15. Ряд напряжений металлов

16.

17. Металлический электрод первого рода

Реакция:
Men+ +ne- = Me
n – количество
электронов
Cu2+ +2e- = Cu
Схема:
Men+ | Me
Cu2+ | Cu

18. Зависимость Е от с

E E Men / Me
0
RT
ln cMen - уравнение Нернста
nF
F – число Фарадея
F = 96500 Кл/моль
При Т = 25 0С (298 К)
E E Men / Me
0
0.059
lg cMen
n
RT
E ECu2 /Cu
ln cCu2
nF
0

19. Металлический электрод второго рода

Реакция:

20.

Уравнение потенциала:
EMeA m/Me,Az E
E
o
MeA m/Me, Az
o
MeA m/Me, Az
E
o
Men /Me
RT lnc z
z F A
RT ln ПРMeA
m
nF

21. хлорсеребряный электрод Ag  AgCl  Cl- AgCl + ē = Ag + Cl-

хлорсеребряный электрод
Ag AgCl ClAgCl + ē = Ag + Cl-
EAgCl/Ag,Cl E
o
AgCl/Ag, Cl
RT lnc
Cl
F
кадмий-оксидный электрод
Cd CdO OHCdO +H2O + 2 ē = Cd + 2 OH-
ECdOH/Cd,OH E
o
CdOH/Cd,OH
RT lncOH
F

22. Окислительно-восстановительный электрод

Реакция:
Пример:
Схема:
Пример:

23. Уравнение потенциала

EOx/Red E
o
Ox/Red
C
RT ln Ox
F C
Red
Пример:
EFe3 /Fe2 E
o
Fe3 /Fe2
C
RT ln Fe3
F C
Fe
2

24. Газовый электрод

Реакция:
Пример:
Схема:
A- | A2 | Pt
Пример:

25. Уравнение потенциала

ECl /Cl- E
2
o
Cl2/Cl-
RT ln P Cl 2
2F C2 Cl-
кислородный электрод
Pt | О2 | OHO2 + 2Н2O + 4e- = 4OH-
EO /OH- E
2
o
O2/OH-
RT ln P O 2
4F C4 OH -

26.

27.

28. каломельный электрод Hg  Hg2Cl2  Cl- Hg2Cl2 + 2 ē = 2Нg + 2 Cl-.

каломельный электрод
Hg Hg2Cl2 ClHg2Cl2 + 2 ē = 2Нg + 2 Cl-.