Концентрационные гальванические элементы

В концентрационных элементах эдс возникает за счёт выравнивания концентраций двух растворов одного и того же электролита.

К концентрационным относятся элементы, в которых происходит самопроизвольное выравнивание давлений двух газовых электролитов с одинаковым материалом электродов и одинаковыми электролитами.

Примером концентрационного элемента первого вида может служить элемент, состоящий из двух медных электродов, погруженных в сосуды с растворами сульфата меди разной концентрации:

(-)CuICuSO₄ICuSO₄ICu(+)

a'(разб) –увеличивается, а’’(конц)- уменьшается

Таким образом, суммарный процесс заключается в том, что концентрация более концентрированного раствора электролита уменьшается, а более разбавленного увеличивается.

В такой цепи эдс складывается из двух электродных потенциалов (ϕ⁺ и ϕ^-) и одного диффузионного (ϕ_д):

(-)CuSO₄(a’)ICuSO₄(a’’)ICu(+)

Не учитывая диффузионный потенциал, найдём выражение для эдс как разность электродных потенциалов:

Е=ϕ⁺-ϕ^-=RT/zF*ln a’’^Cu2+/a’^Cu2+

Из полученного уравнения следует:

Чем больше разница в активностях (концентрациях) электролитов, тем больше ЭДС концентрационного элемента.

Для исследования концентрационных элементов собирают цепь из двух элементов, соединённых навстречу друг другу.

-FeIFeSO₄IHg₂-Cl₂, Hg, Hg₂+Cl₂IFeSO₄IFe+

a’_+- a’_+- ≠ a”_+- a”_+-

Чем больше различия между активностями, тем больше эдс.

II. Деление на цепи с переносом и без переноса связано с присутствием диффузионного потенциала при работе гальванического элемента. Если диффузионный потенциал присутствует, то такие цепи с переносом; если диффузионный потенциал присутствует, то – без переноса.

Классификации гальванических элементов не связаны друг с другом и мало затрагивают химический характер процессов, протекающих на электроде.

Компенсационный метод измерения эдс основан на последовательном включении гальванического элемента против внешней разности потенциалов, которая подбирается таким образом, чтобы ток в цепи отсутствовал.

Дата добавления: 2015-07-11