Podstrony
- Strona startowa
- Alex Joe Gdzie przykazan brak dziesieciu
- Deutermann P.T Pociąg Âśmierci
- Nienacki Zbigniew Niesamowity dwor scr
- J. Chmielewska Wielkie zaslugi
- Dodd Wiliam Dziennik ambasadora
- Pierumow Nik Czarna Wlocznia 2
- Alex Joe Gdzie przykazan brak dziesieciu (2)
- Giovanni Boccaccio Dekameron tom 2
- Masterton Graham Zwierciadlo Piekiel (2)
- Rampa T. Lobsang Ty na zawsze
- zanotowane.pl
- doc.pisz.pl
- pdf.pisz.pl
- wywoz-sciekow.keep.pl
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.126DODATEK A - Uwaga o równaniu Nernst a opisuj cym potencjał elektrody.Sens fizyczny równania NernstaJeżeli dwie fazy znajdują się w równowadze, to jest to równowaga dynamiczna, cooznacza, iż tyle samo cząstek przechodzi w jednostce czsu z fazy A do B ile z B doA.W układach niejonowych wymianie ulegają cząstki pozbawione ładunkuelektrycznego.W układach elektrochemicznych, gdzie niektóre składniki posiadająładunek elektryczny, zmiana energii układu związana jest nie tylko ze zmianamipostaci chemicznej, lecz również z powstawaniem skoków potencjałów nagranicach faz.Na takiej zasadzie powstaje między innymi skok potencjału nagranicy faz elektroda/roztwór.Rozpatrzmy to na przykładzie metalicznego srebrazanurzonego w roztworze zawierającym jony srebrowe:faza metaliczna RoztwórAg ! e- + Ag+ (A.1)Ag ! e- + Ag+Na granicy faz ustali się równowaga dynamiczna pomiędzy dwoma stopniamiutlenienia srebra: pomiędzy formą zredukowaną (RED) jaką jest metaliczne srebroAg, oraz postacią utlenioną (OX), czyli jonami Ag+.Oznacza to, że przez granicęfaz będzie płynąć prąd związany z redukcją jonów Ag+ oraz w przeciwnymkierunku równy mu co do wartości prąd wynikający z utleniania metalicznegosrebra.Prąd ten zwany jest prądem wymiany i przepływa przez elektrodę nawetwtedy, gdy nie bylibyśmy skłonni traktować jej jako elektrody (np.blaszka Agzanurzona w roztworze nie podłączona do jakiegokolwiek urządzenie czy też innejelektrody).Zachodząca na granicy faz reakcja wymiany elektronu pomiędzy formą utlenioną izredukowaną prowadzi do powstania skoku potencjału, E, pomiędzy elektrodą iroztworem, zależnego od stosunku stężeń formy utlenionej i zredukowanej iopisanego równaniem Nernst a:OXRTE = Eo + ln(A.2)nF REDWielkość Eo zwana jest potencjałem standardowym elektrody i oznacza potencjałw szczególnym przypadku, gdy stężenia obu form są sobie równe, bo wtedy[OX]/[RED] = 1, czyli logarytm z tej wielkości przyjmuje wartość zerową. 127Występujące w równaniu Nernst a stężenia zastępowane są często aktywnościamia, czyli mówiąc w uproszczeniu efektywnymi stężeniami.W takim przypadkurównanie Nernst a przyjmuje postać:RT a (OX)E = Eo + ln(A.3)nF a (RED)W rozważanym przykładzie elektrody srebrnej zanurzonej w roztworze jonów Ag+,równanie Nernst a przyjmie postać:Ag+RTE = Eo + ln(A.4)nF AgPotencjał tej elektrody, zgodnie z równaniem (A.4) zależy więc od stosunkustężenia jonów srebra w roztworze do stężenia srebra w metalicznym srebrze lubdokładniej od stosunku aktywności jonów srebra do aktywności metalicznegosrebra.Zamiast wzoru Nernst a (A.2) lub (A.3), gdzie pod logarytmem występujestosunek stężeń czy aktywności, równanie to zapisuje się zwyczajowo w prostszej,lecz nie do końca poprawnej postaci.Wracając do naszego przykładu możnastwierdzioć, że stężenie srebra jest niezmienne, bo w 1 litrze metalicznego Agzawsze znajduje się ta sama ilość srebra.Co więcej, stężenie to jest niezależne odstężenia roztworu, bo metaliczne srebro zawsze jest tym samym.Stałą jaką jest[Ag] można pozornie połączyć z inną stałą jaką jest Eo, przeprowadzając równanieNernst a do postaci:RT (A.5)E = Eo + ln [Ag+]nFW takiej postaci jest zwykle podawane równanie Nernst a dla układów w którychw roztworze znajduje się postać utleniona, zaś postać zredukowana jest w nimcałkowicie nierozpuszczalna.Równanie to jest jednak niepoprawne, gdyż funkcjapod logarytmem musi być bezwymiarowa, co w tym przypadku nie ma miejsca icała zależność traci sens fizyczny.Niemniej jednak taka postać jest powszechnieużywana.Analogiczne rozważania przy zastosowaniu aktywności, posiadającejwymiar stężenia, prowadzą do analogicznego, a więc również błędnego równania.W przypadku elektrody wykonanej z metalu i stykającej się z gazowym wodoremoraz z roztworem zawierającym jony wodoru, potencjał będzie zależeć odstosunku aktywności jonów wodorowych do aktywności gazowego wodoru irównanie Nernst a przyjmie postać; 128+(A.6)RT a (H )E = Eo + lnnF a (H2 )Równanie to jednak zwyczajowo jest podawane w prostszej lecz nieprawidłowejpostaci:RT RT (A.6)E = Eo + ln a(H+) lub E = Eo + ln [H+]nF nFNależy zwrócić uwagę na fakt, że uproszczone formy równania Nernst a (np.A.4 iA.6) posiadają inny wymiar lewej i prawej strony, co świadczy o ichniepoprawności.Gdy obie formy biorące udział w reakcji potencjalotwórczej znajdują się wroztworze, np.jony Fe3+ i Fe2+ , to równanie Nernst a zwyczajowo pisane jestpoprawnie:3+FeRT(A.7)E = Eo + ln2+nFFeNależy jednak stwierdzić, że niezależnie od układu, potencjał elektrody zawszezależy od stosunku stężeń (aktywności) a nie od stężenia (aktywnośći)
[ Pobierz całość w formacie PDF ]