Что собой представляет электрохимический ряд напряжений металлов


Электрохимический ряд напряжений (пример) — Знаешь как

Что такое электрохимический ряд напряжений металлов

Содержание статьи

Электрохимический ряд напряжений это последовательность, где металлы расположены в порядке увеличения их стандартных электрохимических потенциалов, отвечающих полу-реакции восстановления катиона металла.

На основании взаимодействия металлов (например, магния, цинка, железа, олова, свинца, меди, серебра) с растворами соответствующих солей, а также с кислотой (например, хлороводородной) располагают металлы в ряд: Mg, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Ag.

Каждый последующий металл вытесняется из раствора его соли предыдущим металлом. В этом ряду помещают и водород между свинцом и медью. В свете электронной теории де лается вывод, что тенденция отдавать электроны и переходить в водный раствор в виде положительно заряженных ионов у металлов как простых веществ ослабевает при переходе в указанном ряду слева направо.

Почему назвали электрохимическим рядом напряжений

Этот ряд называют также электрохимическим рядом напряжений металлов, желая этим подчеркнуть, что он установлен в растворах электролитов и принципиально отличается от рядов, устанавливаемых термохимическим путем, например по вытеснению одних металлов другими из их оксидов (хлоридов, фторидов и т. д.).

Название «электрохимический ряд напряжений металлов» неточное! Речь должна идти об определении стандартных электродных потенциалов металлов, т. е. потенциалов, возникающих на границе между металлом и раствором с одномолярной концентрацией ионов этого металла. Потенциалы эти определяют по нормальному водородному электроду, условно принятому за ноль. В качестве потенциала сравнения берут потенциал одного из металлов, погруженного в раствор его соли (например, медь или серебро).

Рис. 2 . Установка для определения электрохимического ряда напряжений металлов:

1—вертикальная рама, 2 — ванночка для электролита, 3 — стеклянные трубки, 4 — пружинящие хомутики, 5 — пористые диафрагмы, 6 — полихлорвиниловые трубки, 7 — штекерные гнезда, 8 — проводники, 9 — зажимы, 10 — символы металлов, 11 — пластины металлов, 12 — резиновые кружки-держатели пластин, 13 — проводники для подключения прибора к гальванометру.

Как определяют ряд напряжений

В настоящее время установка для определения электрохимического ряда напряжений металлов осваивается промышленностью. До появления промышленного образца ограничимся некоторыми рекомендациями по его самодельному изготовлению (рис. 2). Для прибора нужна вертикальная рама 1 из металла, пластмассы, фанеры или другого материала размером 350X300X Х15 мм, на которой крепят ванночку для электролита (310Х X30X60 мм) и стеклянные трубки (l=150 мм и 25 мм, 3— 6 шт.).

Ванночку изготавливают из оргстекла, а стеклянные трубки— из демонстрационных пробирок или подбирают готовые трубки соответствующих длину и диаметра. Ванночку и стеклянные трубки закрепляют на раме с помощью пружинящих хомутиков 4, расположенных на поперечной планке рамы. Нижние отверстия стеклянных трубок герметично закрывают пористыми диафрагмами 5, которые представляют собой плоские диски из необожженной керамики, имеющие диаметр, соответствующий диаметру стеклянной трубки.

Для закрепления диафрагмы на стеклянной трубке изготовляют специальное приспособление: диафрагму зажимают между двумя уплотнительными резиновыми шайбами и стягивают накидной гайкой из оргстекла. Устройство для закрепления диафрагмы герметично соединяют со стеклянной трубкой при помощи отрезка хлорвиниловой или резиновой трубки  (длина отрезка 40 мм).

Для изготовления диафрагмы можно воспользоваться рекомендациями, данными в статье Л. В. Буглая [4]. На верхней панели рамы размещены штекерные гнезда 7 (0 4 мм) с проводниками 8, заканчивающимися зажимами 9. На передней стенке рамы нанесены химические знаки металлов 10 в той же последовательности, в какой они размещаются в электрохимическом ряду напряжений металлов: цинк, железо, никель, олово, медь, серебро. В комплект с прибором должны входить пластинки перечисленных выше металлов 11 (размер пластинок 100X8X15 мм). В связи с тем, что серебро — дефицитный и дорогостоящий металл, можно использовать посеребренную пластинку или ограничиться пятью металлами (серебро исключить).

Чтобы пластинки металлов не проваливались в трубки, их следует вставить в резиновые кружочки 12, диаметр которых чуть больше диаметра трубок. Для соединения пар металлических пластинок с гальванометром используют два проводника 13, один конец которых имеет штекер (диаметр его соответствует диаметру штекерного гнезда рамы), а второй конец — лепесток для подсоединения к клеммам гальванометра.

Предлагаемый в данном пособии прибор имеет преимущества перед вышеупомянутым; он более надежен и удобен в работе и дает более точные результаты. В приборе, показанном в школьном учебнике, происходит подсыхание полосок фильтровальной бумаги, нередко неравномерное, что отрицательно сказывается на результатах опыта. Прибор позволяет демонстрировать опыты в нескольких параллельных классах без перезарядки.

Для иллюстрации электрохимического ряда напряжений металлов с помощью данного прибора стеклянные трубки 3 заполняют растворами солей соответствующих металлов одинаковой молярной концентрации и погружают в них металлические пластинки. Ванночку 2 заполняют раствором соли любого электролита, например хлорида калия. С помощью проводников со штекерами 13 соединяют попарно металлические пластинки 11 с гальванометром. Отклонение стрелки гальванометра будет тем большим, чем дальше отстоят друг от друга металлы.

Аналогичные опыты могут быть спроецированы на экран с помощью графопроектора, а также используют чашки Петри для раствора солей и соответствующие металлы в виде стерженьков.

Статья на тему Электрохимический ряд напряжений

Электрохимическая серия

Расположение окислительно-восстановительных равновесий в порядке их значений E °

Электрохимический ряд построен путем расположения различных окислительно-восстановительных равновесий в порядке их стандартных электродных потенциалов (окислительно-восстановительных потенциалов). Наиболее отрицательные значения E ° помещаются вверху электрохимического ряда, а наиболее положительные - внизу.

Для этого вводного обзора электрохимического ряда мы собираемся перечислить виды равновесия металл / ион металла, которые мы рассматривали на предыдущей странице (плюс водородное равновесие), в порядке их значений E °.Это будет распространено на другие системы на следующей странице.

 

Электрохимическая серия

Примечание по водородному числу

Помните, что каждое значение E ° показывает, находится ли положение равновесия слева или справа от равновесия водорода.

Эта разница в положениях равновесия приводит к тому, что количество электронов, которые накапливаются на металлическом электроде и платине водородного электрода, различно.Это создает разность потенциалов, которая измеряется как напряжение.

Очевидно, что если вы подключите один стандартный водородный электрод к другому, не будет никакой разницы между положениями двух состояний равновесия. Число электронов, накопившихся на каждом электроде, будет одинаковым, поэтому между ними будет нулевая разность потенциалов.

Напоминания об окислении и восстановлении

Окисление и восстановление с точки зрения переноса электрона

Помните, что в электронах:

Теперь примените это к одному из окислительно-восстановительных равновесий:

Когда твердый магний образует ионы, он теряет электроны.Магний окисляется.

Другой пример. . .

Когда ионы меди (II) приобретают электроны с образованием меди, они восстанавливаются.

Восстановители и окислители

A восстановитель уменьшает что-то еще. Это должно означать, что он отдает ему электроны.

Магний хорошо отдает электроны для образования своих ионов. Магний должен быть хорошим восстановителем.

Окислитель окисляет что-то еще. Это должно означать, что он забирает у него электроны.

Медь не очень легко образует свои ионы, и ее ионы легко захватывают электроны откуда-то и превращаются в металлическую медь. Ионы меди (II) должны быть хорошими окислителями.

Обобщая электрохимическую серию

Металлы в верхней части этой серии хорошо отдают электроны. Они хорошие восстановители.Восстановительная способность металла увеличивается по мере продвижения вверх по ряду.

Ионы металлов в нижней части ряда хорошо улавливают электроны. Они хорошие окислители. Окислительная способность ионов металлов увеличивается по мере того, как вы идете вниз по ряду.

 

 

Оценка окислительной или восстановительной способности по значениям E °

Чем больше отрицательное значение E °, тем левее положение равновесия - тем легче металл теряет электроны.Чем отрицательнее значение, тем сильнее металл восстановитель.

Чем больше положительное значение E °, тем больше положение равновесия находится вправо - тем менее легко металл теряет электроны и тем легче его ионы снова захватывают их. Чем больше положительное значение, тем сильнее окислитель ион металла.

.

Что означает электрохимический ряд?

Что означает электрохимический ряд?

Электрохимическая серия:

  • Электрохимическая серия представляет собой расположение металлов, основанное на склонности каждого атома металла отдавать электроны.
  • Чем сильнее тенденция отдавать электроны, тем более электроположительным является металл и тем выше он находится в электрохимическом ряду.
  • Электрохимический ряд может быть построен на основе
    (a) разности потенциалов между двумя металлами.
    (b) способность металла вытеснять другой металл из его солевого раствора.

Построение электрохимического ряда на основе разности потенциалов между двумя металлами

  • В гальваническом элементе два разных металла используются для создания разности потенциалов, которая отображается на показаниях вольтметра.
    Чем больше напряжение, создаваемое элементом, тем дальше два металла входят в электрохимический ряд.
  • Когда вольтметр показывает положительное значение, металл, подключенный к отрицательной клемме вольтметра, будет отрицательной клеммой ячейки.Этот металл занимает более высокое положение в электрохимическом ряду, чем другой металл.

Построение электрохимического ряда на основе способности металла вытеснять другой металл из его солевого раствора

  • Металл, который находится на более высоком месте в электрохимическом ряду, способен вытеснить металл ниже него в ряд из его солевого раствора. Это происходит потому, что металлы с более высокими позициями имеют большую тенденцию к образованию положительных ионов.
  • Когда кусок металлического цинка помещается в раствор сульфата меди (II), наблюдается следующее.
    • Часть цинковой пластины растворяется.
    • На оставшейся части цинковой пластины образуется коричневое твердое вещество.
    • Синий цвет раствора сульфата меди (II) становится бесцветным.
    Коричневое твердое вещество - металлическая медь. Раствор становится бесцветным, поскольку цинк вытесняет медь из раствора сульфата меди (II). Следовательно, в электрохимическом ряду цинк стоит выше меди.
    Эта реакция называется реакцией замещения металла . Уравнение реакции:
    Zn (s) + CuSO 4 (водн.) → ZnSO 4 (вод.) + Cu (s)
  • Когда кусок металлического цинка помещается в раствор сульфата магния, реакция не происходит. . Следовательно, в электрохимическом ряду цинк находится ниже магния.

Люди также спрашивают

Важность электрохимической серии

Электрохимическая серия может использоваться для

(a) определения клемм гальванической ячейки

  • Металл, который расположен выше Позиция в электрохимической серии будет отрицательной клеммой, в то время как металл, который находится в более низком положении в электрохимической серии, будет положительной клеммой.
  • Например, в медно-цинковом элементе цинковый электрод действует как отрицательный вывод, а медный электрод - как положительный вывод.

(б) сравните стандартные напряжения ячеек гальванических элементов

  • Чем дальше друг от друга находятся металлы в электрохимическом ряду, тем больше напряжение.
  • Например, магний и медь находятся дальше друг от друга, чем цинк и медь, поэтому магниево-медный элемент имеет большее напряжение, чем цинк-медный элемент.

(c) предсказывает способность металла вытеснять другой металл из его солевого раствора

  • Металл, который находится на более высоком месте в электрохимическом ряду, способен вытеснять металл ниже его в ряду от его солевой раствор.
  • Например, цинк может вытеснять металлы, такие как железо, свинец и медь, из их солевых растворов, потому что цинк находится над этими металлами в электрохимическом ряду. Однако цинк не может вытеснять металлы, такие как натрий или алюминий, потому что оба этих металла выше цинка в электрохимическом ряду.

Важность электрохимической промышленности

Важность электрохимической промышленности в нашей повседневной жизни заключается в следующем:

  • Хлор может производиться в больших объемах путем электролиза.
  • Металлы с высокой реакционной способностью, такие как алюминий и натрий, извлекаются путем электролиза.
  • Электролитическое рафинирование производит очень чистые металлы.
  • Гальваническое покрытие, такое как лужение и хромирование, широко используется для предотвращения коррозии железа и стали.
  • Столовые приборы и чайные сервизы часто покрывают серебром. Слой серебра делает предметы красивыми и блестящими.
  • Промышленное производство батарей производит различные типы элементов и батарей разных форм и размеров.

Загрязнение , вызванное промышленными процессами, связанными с электрохимической промышленностью, выглядит следующим образом:

  • Гальваническая промышленность производит загрязняющие вещества, такие как ядовитые ионы тяжелых металлов, химические вещества, которые изменяют pH местных источников воды, и ядовитые ионы цианида.
  • Использование ртутных электродов в электролизе может вызвать загрязнение воздуха и воды.
  • Газообразный фтористый водород, образующийся при извлечении алюминия, очень агрессивен и загрязняет воздух.
  • Отработанные ртутные элементы представляют опасность для окружающей среды.

Химические отходы электрохимической промышленности могут быть ядовитыми и представлять опасность для нашего здоровья. Следовательно, эти отходы необходимо обрабатывать и утилизировать безопасным и упорядоченным образом.

Электрохимическая серия Эксперимент 1

Цель: Построить электрохимическую серию на основе разности потенциалов между двумя металлами.
Постановка задачи: Как можно построить электрохимический ряд на основе разности потенциалов между двумя металлами?
Гипотеза: Чем дальше друг от друга пара металлов в электрохимическом ряду, тем больше их разность потенциалов.
Переменные:
(a) Управляемая переменная: пары металлов
(b) Реагирующая переменная: разность потенциалов
(c) Контролируемые переменные: Тип электролита, концентрация электролита, медный электрод
Оперативное определение: Показание вольтметр - это разность потенциалов между двумя металлами.
Материалы: 0,1 моль дм -3 раствор сульфата меди (II), медная полоса, свинцовая полоса, железный гвоздь, цинковая полоса, магниевая лента, алюминиевая полоса и наждачная бумага.
Аппарат: Вольтметр, 250 см 3 стакан и соединительные провода с зажимами типа «крокодил».
Процедура:

  1. Стакан на две трети заполнен раствором сульфата меди (II).
  2. Магниевая лента и медная полоса зачищаются наждачной бумагой.
  3. Магниевый и медный электроды помещают в раствор сульфата меди (II).
  4. Электроды подключаются к вольтметру, как показано на.
  5. Показания вольтметра записываются.
  6. Металлическая полоса, которая становится отрицательной клеммой, определяется и записывается.
  7. Шаги с 1 по 6 повторяются с использованием других металлов для замены магниевой ленты в качестве электрода A.

Результаты:

9019 9019 9019
Пара металлов Разница потенциалов (V) Отрицательный вывод элемента
Магний и медь 2.7 Магний
Алюминий и медь 2,0 Алюминий
Цинк и медь 1,1 Цинк
Железо и медь Железо 0,5 Свинец
Медь и медь 0,0 -

Обсуждение:

  1. На рисунке показаны разности потенциалов различных гальванических элементов с использованием различных металлов в качестве электродов.
  2. Во всех ячейках медная пластина действует как положительный вывод ячейки. Следовательно, медь находится на самом низком месте среди металлов в электрохимическом ряду.
  3. Когда магниевая лента подключена к медной пластине, вольтметр показывает максимальное значение. Это показывает, что магний находится дальше всего от меди в электрохимическом ряду.
  4. Ток не будет протекать, если оба электрода изготовлены из металлической меди.

Заключение:
Электроположительность металлов в электрохимическом ряду в порядке убывания - магний, алюминий, цинк, железо, свинец, медь.Гипотеза принята.

Электрохимическая серия Эксперимент 2

Цель: Построить электрохимическую серию, основанную на способности металла вытеснять другой металл из его солевого раствора.
Постановка задачи: Как можно построить электрохимический ряд на основе способности металла
вытеснять другой металл из его солевого раствора?
Гипотеза: Металл, который находится на более высоком месте в электрохимическом ряду, способен вытеснить металл, находящийся ниже его в ряду, из своего солевого раствора.
Переменные:
(a) Управляемые переменные: использованные пары металла и раствора соли
(b) Переменная ответа: осаждение металла или изменение цвета раствора
(c) Контролируемая переменная: концентрация раствора соли
Оперативное определение : Реакция замещения металла происходит при осаждении металла или изменении цвета раствора.
Материалы: 1 моль дм -3 раствор нитрата меди (II), 1 моль дм -3 раствор нитрата свинца (II), 1 моль дм -3 раствор нитрата железа (II), 1 моль дм -3 раствор нитрата цинка, 1 моль дм -3 раствор нитрата магния, медная полоса, свинцовая полоса, железный гвоздь, цинковая полоска, магниевая лента и наждачная бумага.
Аппарат: Пробирки и штатив для пробирок.
Процедура:

  1. Пять пробирок заполняют раствором нитрата меди (II) соответственно до тех пор, пока они не будут наполовину заполнены.
  2. Кусок медной полоски, свинцовой ленты, железного гвоздя, цинковой полоски и магниевой ленты очищают наждачной бумагой и бросают в каждую из пробирок.
  3. Реакции (если есть) могут происходить в течение пяти минут.
  4. Наблюдается любое изменение цвета растворов и наличие отложений металлов.
  5. Шаги с 1 по 4 повторяются с использованием раствора нитрата свинца (II), раствора нитрата железа (II), раствора нитрата цинка и раствора нитрата магния соответственно для замены раствора нитрата меди (II).
  6. Результаты эксперимента занесены в таблицу.

Результаты:

Обсуждение:

  1. Судя по результатам, магний должен занимать наивысшее положение в электрохимическом ряду, поскольку он вступает в реакцию со всеми солевыми растворами.С другой стороны, медь должна находиться в самом нижнем положении в электрохимическом ряду, потому что она не реагирует ни с одним из солевых растворов.
  2. Позиции металлов в электрохимическом ряду следующие:
  3. Магний может вытеснить медь, свинец, железо и цинк, потому что эти металлы ниже магния в электрохимическом ряду.
  4. Медь не может вытеснить свинец, железо, цинк и магний, потому что эти металлы выше меди в электрохимическом ряду.

Заключение:
В порядке убывания электроположительности металлов в электрохимическом ряду есть магний, цинк, железо, свинец, медь. Гипотеза принята.

Electrochemical Series Experiment 3

Цель: Подтвердить предсказания реакции вытеснения металла.
Постановка задачи: Как подтвердить предсказания реакции смещения металла?
Гипотеза: Если металл может вытеснить другой металл из своего солевого раствора, это означает изменение цвета раствора или осаждение металла.
Переменные:
(a) Управляемые переменные: использованные пары металла и солевого раствора
(b) Отвечающая переменная: осаждение металла или изменение цвета раствора
(c) Контролируемая переменная: Концентрация солевого раствора
Материалы: 0,1 моль дм -3 раствор нитрата серебра 0,1 моль дм -3 раствор нитрата калия, 0,1 моль дм -3 раствор нитрата олова (II), медная полоса, лента магния, железный гвоздь и наждачная бумага.
Аппарат: Пробирки и штатив для пробирок.
Процедура:

  1. Раствор нитрата серебра, раствор нитрата калия и раствор нитрата олова (II) наливают в три отдельные пробирки X, Y и Z до тех пор, пока они не заполнятся наполовину.
  2. Медная полоска, магниевая лента и железный гвоздь очищаются наждачной бумагой и помещаются в различные солевые растворы в пробирках, как показано на рисунке.
  3. Реакции (если они есть) могут происходить в течение пяти минут.
  4. Наблюдается любое изменение цвета растворов и наличие отложений металлов.

Результаты:

Пробирка Прогноз Наблюдение
X Электрохимическая медь в серии выше серебра. Таким образом, медь вытеснит серебро из раствора нитрата серебра. Медная полоса растворяется. Осаждено блестящее серое твердое вещество. Бесцветный раствор становится синим.
Y Магний находится ниже калия в электрохимическом ряду.Таким образом, магний не вытесняет калий из раствора нитрата калия. Без видимых изменений.
Z Железо выше олова в электрохимическом ряду. Таким образом, железо вытеснит олово из раствора нитрата олова (II). Железный гвоздь растворяется. Осаждено блестящее серое твердое вещество. Бесцветный раствор становится светло-зеленым.

Обсуждение:

  1. Пробирка X:
    Блестящее серое твердое вещество - металлическое серебро.Бесцветный раствор становится синим, потому что ионы меди (II) попали в раствор. Уравнение реакции:
    Cu (s) + 2AgNO 3 (водн.) → Cu (NO 3 ) 2 (водн.) + 2Ag (s)
    Прогноз верен. Происходит реакция вытеснения металла.
  2. Пробирка Y:
    Прогноз верный. Реакции замещения металла не происходит.
  3. Пробирка Z:
    Блестящее серое твердое вещество - металлическое олово. Бесцветный раствор становится светло-зеленым, потому что в раствор попали ионы железа (II).Уравнение реакции:
    Fe (s) + Sn (NO 3 ) 2 (водн.) → Fe (NO 3 ) 2 (водн.) + Sn (s)
    Прогноз верен. Происходит реакция вытеснения металла.

Заключение:
Способность металла вытеснять другой металл из его солевого раствора может быть предсказана с помощью электрохимического ряда. Прогноз может быть подтвержден экспериментом. Гипотеза принята.

.Электрохимическая серия

- определение, диаграмма, применение

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1-3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar
            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma Class 8
              • Решения RD Sharma Class 9
              • Решения RD Sharma Class 10
              • Решения RD Sharma Class 11
              • Решения RD Sharma Class 12
            • PHYSICS
              • Механика
              • Оптика
              • Термодинамика
              • Электромагнетизм
            • ХИМИЯ
              • Органическая химия
              • Неорганическая химия
              • Периодическая таблица
            • MATHS
              • Статистика
              • Числа
              • Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
              • Взаимосвязи и функции
              • Последовательности и серии
              • Таблицы умножения
              • Детерминанты и матрицы
              • Прибыль и убыток
              • Полиномиальные уравнения
              • Разделение фракций
            • Microology
        • FORMULAS
          • Математические формулы
          • Алгебраные формулы
          • Тригонометрические формулы
          • Геометрические формулы
        • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
          • Математические калькуляторы
          • 0003000
          • 000
          • 000 Калькуляторы по химии
          • 000
          • 000
          • 000 Образцы документов для класса 6
          • Образцы документов CBSE для класса 7
          • Образцы документов CBSE для класса 8
          • Образцы документов CBSE для класса 9
          • Образцы документов CBSE для класса 10
          • Образцы документов CBSE для класса 1 1
          • Образцы документов CBSE для класса 12
        • Вопросники предыдущего года CBSE
          • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
          • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
        • HC Verma Solutions
          • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
          • Решения HC Verma Физика класса 12
        • Решения Лакмира Сингха
          • Решения Лакмира Сингха класса 9
          • Решения Лахмира Сингха класса 10
          • Решения Лакмира Сингха класса 8
        • 9000 Класс
        9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
      • Примечания CBSE класса 7
      • Примечания
      • Примечания CBSE класса 8
      • Примечания CBSE класса 9
      • Примечания CBSE класса 10
      • Примечания CBSE класса 11
      • Примечания 12 CBSE
    • Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
    • CBSE Примечания к редакции класса 10
    • CBSE Примечания к редакции класса 11
    • Примечания к редакции класса 12 CBSE
  • Дополнительные вопросы CBSE
    • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
    • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
    • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
    • Дополнительные вопросы по науке
    • CBSE Вопросы
    • CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
    • CBSE Class 10 Science Extra questions
  • CBSE Class
    • Class 3
    • Class 4
    • Class 5
    • Class 6
    • Class 7
    • Class 8 Класс 9
    • Класс 10
    • Класс 11
    • Класс 12
  • Учебные решения
  • Решения NCERT
    • Решения NCERT для класса 11
      • Решения NCERT для класса 11 по физике
      • Решения NCERT для класса 11 Химия
      • Решения NCERT для биологии класса 11
      • Решение NCERT s Для класса 11 по математике
      • NCERT Solutions Class 11 Accountancy
      • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
      • NCERT Solutions Class 11 Economics
      • NCERT Solutions Class 11 Statistics
      • NCERT Solutions Class 11 Commerce
    • NCERT Solutions for Class 12
      • Решения NCERT для физики класса 12
      • Решения NCERT для химии класса 12
      • Решения NCERT для биологии класса 12
      • Решения NCERT для математики класса 12
      • Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия
      • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
      • NCERT Solutions Class 12 Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
      • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Commerce
      • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
    • NCERT Solut Ионы Для класса 4
      • Решения NCERT для математики класса 4
      • Решения NCERT для класса 4 EVS
    • Решения NCERT для класса 5
      • Решения NCERT для математики класса 5
      • Решения NCERT для класса 5 EVS
    • Решения NCERT для класса 6
      • Решения NCERT для математики класса 6
      • Решения NCERT для науки класса 6
      • Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
      • Решения NCERT для класса 6 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 7
      • Решения NCERT для математики класса 7
      • Решения NCERT для науки класса 7
      • Решения NCERT для социальных наук класса 7
      • Решения NCERT для класса 7 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 8
      • Решения NCERT для математики класса 8
      • Решения NCERT для науки 8 класса
      • Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
      • Решения NCERT для класса 8 Английский
    • Решения NCERT для класса 9
      • Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
    • Решения NCERT для математики класса 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 3
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 6
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 10
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 11
      • Решения
      • NCERT для математики класса 9 Глава 12
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 13
      • NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
    • Решения NCERT для науки класса 9
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 10
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 12
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 11
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 13
      • Решения NCERT
      • для науки класса 9 Глава 14
      • Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
    • Решения NCERT для класса 10
      • Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
    • Решения NCERT для математики класса 10
      • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 1
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 2
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 3
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 4
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 5
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 6
      • Решения NCERT для класса 10 по математике Глава 7
  • .Гальванические элементы

    и уравнение Нернста

    Учебное пособие по электрохимии: гальванические элементы и уравнение Нернста >> Шаг 2: электрохимический элемент

    Шаг 2: Электрохимическая ячейка

    В видеоролике на предыдущей странице, когда цинковая полоска помещается в раствор с ионами Cu 2+ , происходит следующая спонтанная окислительно-восстановительная реакция:

    Zn (s) + Cu 2+ (водн.) -> Zn 2+ (водн.) + Cu (s) Полная окислительно-восстановительная реакция

    В этой окислительно-восстановительной реакции электроны передаются от Zn к Cu 2+ .Ранее мы написали полуреакции, иллюстрирующие природу этого электронного потока:

    Zn (s) -> Zn 2+ (водн.) + 2 e - Окисление
    Cu 2+ (водн.) + 2 e - -> Cu (s) Редукция

    Электрохимическая ячейка заставляет электроны проходить через провод, когда они переходят от Zn к ионам Cu 2+ .

    Электрохимическая ячейка состоит из двух «полуячейков», которые соответствуют каждой из вышеуказанных реакций полуячейки. Для полуячейки, соответствующей В реакции окисления полоску металлического Zn помещают в раствор ионов Zn 2+ . Для восстановительной полуячейки полоса металлической Cu помещается в раствор ионов Cu 2+ . Затем мы соединяем эти клетки вместе (используя провод и солевой мостик), чтобы создать электрическую цепь. Последующий видео объясняет эту установку и подробно описывает процесс на молекулярном уровне:

    После просмотра видео заполните приведенную ниже схему, чтобы определить ключевые компоненты электрохимической ячейки:

    Имейте в виду, что в электрохимической ячейке в растворе перемещаются только ионы.Электроны перемещаются между электродами на проводе и никогда не попадают в раствор. Электроэнергия в цепи поддерживается электронами, движущимися по проводам, и ионами, движущимися через раствор.


    В нашей лаборатории мы будем использовать ячейку Карру, которая обеспечивает более удобное средство для проведения экспериментов с электрохимическими ячейками. Ячейка Карроу имеет количество лунок, которые служат указанными выше стаканами. В каждой из внешних ячеек находится по полуячейке. Соляной мост, соединяющий два из этих внешних колодцев, проходит через центр хорошо.Для этого заполните центральную лунку солевым раствором и с помощью бумаги соедините каждую из внешних лунок с центральной лункой. Бумага смочена солевым раствором, чтобы ионы могли проходить через бумагу. (См. Изображение справа).

    На изображениях справа показано, как выглядит клетка кару в лаборатории и как мы изобразили ее схематично. На схеме показана ячейка для спонтанной реакции между металлическим Zn и ионами Pb 2+ :

    Zn (с) + Pb 2+ (водн.) -> Zn 2+ (водн.) + Pb (с) Полная окислительно-восстановительная реакция

    Мы можем понять направление потока электронов, разбив его на половинные реакции:

    Zn (s) -> Zn 2+ (водн.) + 2 e - Окисление
    Pb 2+ (водн.) + 2 e - -> Pb (s) Редукция

    Электроны покидают полуячейку Zn и направляются к полуячейке Pb.Удобное сокращенное обозначение для этого:

    Zn (s) | Zn 2+ (водн.) || Pb 2+ (водн.) | Пб (т)

    В этом обозначении анод, или полуячейка окисления, находится слева, а катод, или полуячейка восстановления - справа. Двойная вертикальная линия || представляет солевой мостик, а одиночная вертикальная линия представляет фазовую границу между твердым металлом и его солевым раствором.

    Вольтметр используется для измерения потенциала или напряжения электрохимической ячейки.Вольтметры имеют положительную и отрицательную клеммы, и по соглашению красный провод подключается к положительной клемме, а черный провод - к отрицательной клемме. Знак показания вольтметра указывает нам самопроизвольное направление потока электронов. В ячейке: Zn (s) | Zn 2+ (водн.) || Pb 2+ (водн.) | Pb (s) , спонтанная окислительно-восстановительная реакция соответствует потоку электронов от Zn к полуячейке Pb. Если черный провод подключен к Zn-электроду, а красный провод подключен к Pb-электроду, то вольтметр покажет положительное значение.Если мы изменим это положение, подключив черный провод к Pb-электроду, а красный провод к Zn-электроду, то вольтметр покажет отрицательное значение. Помните: если вольтметр показывает положительное значение, то самопроизвольное направление потока электронов - от черного провода к красному. Обычно в электрохимии используются термины «анод и катод». Электроны текут от анода (источника электронов или источника электронов) к катоду (приемнику электронов или приемнику электронов). Если вольтметр показывает положительное значение, черный провод находится на аноде, а красный провод - на катоде.

    .

    Смотрите также