Галванизација. Електрохемија Б. Лукас Вули, Рафаел Адамек, Питер Крак. 24 февруари, ЕТХ Цирих
Електрохемија Б Лукас Вули Рафаел Адамек Питер Крак ЕТХ Цирих 24 февруари 2017 година
Електролиза клетка + - е е анодна катода e Cu CuSO 4 Cu 2+ Cu 2+ e
Типовите на клетки можат да се поделат на два типа на клетки: Галванска ќелија: Електричната енергија се создава од хемиски различни електроди. Електролиза ќелија: супстанциите се добиваат со примена на напон.
Структура e e Солен мост Zn ZnSO 4 раствор Cu CuSO 4 раствор Слика: Шематска структура на галванска ќелија. Електроните течат од анодата до катодата. Бакарот се намалува и цинкот се оксидира.
Функција на галванска клетка Редокс-реакција се одвива спонтано. Ослободената енергија може да се претвори директно во електрична енергија. Во галванска ќелија, ова се случува преку просторно одвојување на партнерите за реакција. За ќелијата од Слика 1, процесот на редокс гласи: Реакциите на полуклеточните клетки се однесуваат на анодата и Zn (s) + Cu 2+ Zn 2+ + Cu (s) (1) Zn (s) Zn 2+ + 2e (2) Cu 2+ + 2e Cu (и) (3) за катодата.
Клеточен дијаграм Целокупната електрохемиска ќелија може да се опише со клеточен дијаграм Zn (s) Zn 2+ (aq) .cu 2+ (aq) Cu (s) (4) каде што фазната граница опишува и. солениот мост. Важно: Спонтаниот процес се чита одлево надесно.
Електромотивна сила Електромоторната сила (ЕМП) предизвикува електроните да се движат од една до друга електрода. ЕМП на галванска ќелија е напон и се нарекува и ќелија напон Е-клетка. ЕМФ може да се пресмета со користење на разликата помеѓу полуклеточните потенцијали: Е = Е катода Е анода (5) За секоја полу-ќелија, полуклеточните потенцијали може да се пресметаат со користење на Нернст равенка: E = E 0 + RT z F ln (a (me 2+) ) (6) каде што a (me 2+) е активност на металните јони во растворот.
Стандардни потенцијали на полуклеточни потенцијали на полуклеточни не можат да се мерат поединечно. Затоа, на стандардната водородна електрода и беше доделен потенцијал за редукција од 0 В. 2H + (aq) + 2e H 2 (g) ERED 0 = 0,0 V (7) Стандардни потенцијали за намалување на заедничките парови за редокс може да се најдат во електрохемиската серија.
Спонтана реакција? Потенцијалната разлика Е-клетка е директно поврзана со промената на слободната енталпија Г. G = zfe-клетка (8) каде што z е бројот на електрони во мол кои се пренесуваат и F е Фарадејската константа. Забелешка: При спонтана реакција, G е секогаш негативна, а Е клетката е секогаш позитивна.
Структура + - е е анодна катода и Cu CuSO 4 Cu 2+ Cu 2+ е Слика: Шематска структура на ќелија за електролиза. Катодата полека се обложува со бакар од растворот. Бакарната анода полека ќе се одлепи.
Како работи Две електроди се во раствор на електролит. Електродите се поврзани со извор на директна струја: Катодата до негативниот пол Анодата до позитивниот пол Ако анодата не е изработена од инертен материјал, материјалот ќе се раствори, додека материјалот може да се депонира на катодата.
Апликации на електролиза Производството на алкални метали и повеќето метали на алкална земја се врши со електролиза на фузирана сол. Производство на халогени со електролиза во воден медиум. Во аналитичката хемија во поларографијата. Производство на метални премази.
Бакар за Гарфилд Така што восочната фигура Гарфилд може да биде обложена со бакар, таа мора да може да спроведува електрична енергија и да биде поврзана како катода поврзана со бакарна анода. За да се направи проводен восочен гарфилд, тој е обложен со сребрен лак. Раствор на бакар сулфат служи како електролит. Реакцијата сега се одвива на анодата и Cu (s) Cu 2+ + 2e (9) Cu 2+ + 2e Cu (s) (10) на катодата
Прв закон Втор закон m I t (11) m 1: m 2 = M 1 z 1: M 2 z 2 (12)
Ова резултира во: m = M I t z F (13)
Наше губење на тежината/[g] 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Слика: Губење на тежината на бакарната анода како функција на времето. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 време/[и]
Нашата фарадејска константа пресметана од нас F = 962421 (57) C mol -1 (14) F литературна вредност = 96485 C mol -1 (15)
Нашата врска помеѓу Фарадејската константа и бројот на Авогадро (16) F e = N A N A литературна вредност = 6,022 10-23 mol -1 (17) Нашиот резултат N A литературна вредност = 6,0181 (36) 10-23 mol -1 (18)