Galvanski cleni

More documents

Recommendations

Info

tioni obdani s hidratacijskim ovojem, ki jim preprečuje, da bi se pribliˇzali elektrodi. Ta plast se imenuje zunanja Helmholtzova plast. Kationi, ki niso obdani s hidratacijskim ovojem, posebno veliki ioni, z majhnim nabojem, ki nimajo dovolj močnega polja, da bi privlačili molekule topila, se uspejo prebiti čisto do elektrode in tvorijo notranjo Helmholtzovo plast. Potencial od povrˇsine elektrode do zunanje Helmholtzove plasti linearno naraˇsča. • Gouy—Chapmanov model: Helmholtz v svoji predpostavki ni upoˇsteval termičnega gibanja ionov v raztopini in s tem difuzije. Gouy in Chapman sta predpostavila, da kationi iz elektrode difundirajo v elektrolit, njihova porazdelitev okoli elektrode pa je dana s kanonično porazdelitveno funkcijo: ci(x) = ci(∞) · e − z i E(x) RT . Tu pomeni E(x) električni v oddaljenosti x od elektrode. Za potencial v veliki oddaljenosti od elektrode vza- memo, da je enak 0. Nadalje je ci(x) koncentracija i-tega iona v oddaljenosti x od elektrode. Če je x = ∞ je to koncentracija v veliki oddaljenosti od elektrode. Končno zi naboj i-tega iona. Iz porazdelitvene funkcije dobimo, da koncentracija kationov z oddaljenostjo od elektrode eksponentno pada proti končni koncentraciji v veliki oddaljenosti od elektrode, koncentracija anionov pa obratno, naraˇsča proti končni vrednosti z oddaljenostjo od elektrode. • Sternov model: Sternov model je kombinacija Helmholtzovega in Gouy—Chapmanovega in se včasih tudi poimenuje Gouy— Chapman—Sternov model. Po tem modelu se del hidratiziranih kationov adsorbira na povrˇsju elektrode-Helmholtzova plast, naprej od te plasti pa se koncentracija kationov eksponentno zmanˇsuje kot pri Gouy-Chapmanovem modelu. Ker je Sternov model popravek prejˇsnjih dveh, se večinoma uporablja ta model. 4.1.2 Električni potencial elektrode V prejˇsnjem delu sem opisal porazdelitev naboja na meji elektroda-elektrolit. V vseh treh modelih je elektroda nabita negativno, kationi pa so porazdeljeni po elektrolitu. Iz tega sklepamo, da je potencial elektrode glede na neko točko daleč stran, negativen, o tem kakˇsen je po absolutni vrednosti pa nič ne vemo. Z nobeno meritvijo ne moremo meriti absolutne vrednosti potenciala, z voltmetrom pa lahko merimo razliko med potencialoma v dveh točkah-napetost. Da bi lahko primerjali potencialne razlike posameznih elektrod med seboj, so se odločili, da potencial elektrode določimo glede na vodikov polčlen, ki ima po dogovoru potencial 0. Elektroda, ki je bolj negativno nabita od vodikove, ima negativen potencial, sicer 10
Slika 6: Modeli porazdelitve naboja okoli elektrode. [5] pa pozitivnega. Elektroda, ki je bolj elektronegativna se v primeru galvanskega člena imenuje anoda, električno bolj pozitivna pa se imenuje katoda. 4.1.3 Klasifikacija elektrod[6] Elektrode so glede na njihovo vlogo v elektrokemijskem členu, ki ga sestavljajo, razdeljene na ˇstiri kategorije: • Elektroda v stiku z raztopino lastnih ionov. Glede na to, ali je elektroda kovinska ali nekovinska, jo razdelimo ˇse na dve podkategoriji: – Kovina M v stiku z raztopino lastnih kationov M n+ , npr.: Zn|Zn 2+ : Reakcija polčlena: M n+ + ne− ↔ M in napetost polčlena: E = E◦ + RT nF ln aM n+. Aktivnost kovine je po definiciji 1, zato je ln aM = 0 in iz logaritma odpade! – Plin A2 v stiku z raztopino lastnih ionov, npr.: H2|H + v vodikovem polčlenu: Reakcija polčlena: 2A n+ + 2ne − ↔ A2 in napetost polčlena: E = E ◦ + RT nF delni tlak plina A2. ln p1/2 A /1 atm 2 aAn+ . PA2 je • Kovinska elektroda v stiku z raztopino anionov, s katerimi tvori slabo topno sol, npr.:Hg|Hg2Cl2|Cl − (kalomelska elektroda). Ker so praktično vsi ioni kovine vezani v netopni soli z aktivnostjo 1 ( aktivnost vseh čistih snovi je po definiciji 1 ), vplivajo na napetost polčlena samo anioni, ki tvorijo netopno sol, ker imajo 11
Page 1 and 2: Galvanski členi Blaˇz ˇ Sterbenc
Page 3 and 4: Slika 1: Shema voltaičnega člena
Page 5 and 6: Po sestavi je ta člen enak alkalni
Page 7 and 8: električni tok in s tem reakcija n
Page 9: 4.1 Elektroda: Slika 5: Shema galva
Page 13 and 14: educirane oblike, na anodi pa v sme
Page 15 and 16: 5 Difuzijski potencial Vedno, ko im
Page 17 and 18: Slika 8: Shema alkalne baterije Ta
Page 19: 8 Literatura: Literatura [1] http:/

Galvanski cleni

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?