Суммарная реакция, протекающая в ходе работы гальванического элемента, имеет вид

Реакция обеспечивающая проводимость во внутренней цепи

Реакции на аноде и катоде

А) Zn – 2е = Zn+2, К) Cu+2 +2е = Cu.

Zn+2 + SО4-2 = ZnSО4.

Zn + CuSО4 = Cu + ZnSО4.

Электродвижущая сила гальванического элемента (ЭДС) равна разности электродных потенциалов двух полуэлементов.

Например, для элемента Даниеля-Якоби

 

E = φ0(Cu2+/Cu) - φ0(Zn2+/Zn) = +0,34 - (-0,76) = 1,1 В.

 

В общем виде электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента находится по формуле

 

Eгальван. эл- та = Е катода – Е анода. 9.1)

 

3 Водородный электрод сравнения. Электрохимический ряд

 

Абсолютные значения электродных потенциалов в настоящее время не известны, поэтому на практике применяют относительные значения.

В качестве электрода сравнения был выбран «водородный электрод». Устройство этого электрода показано на рисунке 9.2.

 
 
Рисунок 9.2 Схема водородного электрода Водородный электрод – это платиновая пластина погруженная в 1М раствор серной кислоты. При пропускании через раствор молекулярного водорода он сорбируется на платиновом электроде, при этом происходит его атомизация. В результате между водородом на пластине и в растворе устанавливается равновесие: H+ + e « H(г) и возникает скачок потенциала φ .
 
 


.

 

Для получения сравнимых результатов измерения проводятся при следующих стандартных условиях: Т = 298 К, р = 1 атм., С(соли) = 1 моль/л.

Электродный потенциал измеряется в вольтах (В). Для водородного электрода стандартный потенциал условно приняли равным нулю.

В соответствии с уменьшением восстановительных свойств металлы располагаются в следующий электрохимический ряд:

 

Li K Na Mg Al Ti Mn Zn Fe Pb H Bi Cu Ag Pt Au.

 

В электрохимическом ряду левее водорода расположены металлы стандартные электродные потенциалы которых имеют отрицательные значения, а правее водорода – металлы стандартные электродные потенциалы которых имеют положительные значения.

Например, φ0(Zn2+/Zn) = -0,76 В,φ0(Cu2+/Cu) = +0,34 В.

4 Уравнение Нернста

Если условия отличаются от стандартных, то величину электродного потенциала рассчитывают по уравнению Нернста.

 

φ = φ0 + (9.2)

где R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль·К),