Национальный исследовательский ядерный университет «...
Download
1 / 18

Законы Фарадея. Метод кулонометрического анализа - PowerPoint PPT Presentation


  • 253 Views
  • Uploaded on

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». Законы Фарадея. Метод кулонометрического анализа. Доклад подготовил студент группы Ф02-05Б Гошкодеров В. А. Научный руководитель профессор Сергиевский В. В. Москва 2014. Майкл Фарадей (1791-1867, Лондон).

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Законы Фарадея. Метод кулонометрического анализа' - manny


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Законы Фарадея. Метод кулонометрического анализа

Доклад подготовил

студент группы Ф02-05Б

Гошкодеров В. А.

Научный руководитель

профессор Сергиевский В. В.

Москва 2014


Майкл Фарадей ядерный университет «МИФИ» (1791-1867, Лондон)

А. Столетов о Майкле Фарадее: «Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий вышедших из одной головы»


Электролизом называется окислительно - восстановительная реакция, осуществляемая в электрохимической системе за счет энергии электрического тока, подводимого извне.

Электролитическая ячейка


Некоторые сферы окислительно применения электролиза

  • Очистка или рафинирование металлов

  • Электрометаллургия

  • Гальваностегия

  • Гальванопластика

Гальваностегия


  • Процессы на катоде

  • Cu2++ 2 e ⟹ Cu0; E1 ≈ E0Cu2+/Cu=0,34 B

  • 2H+ + 2e ⟹H20; E2 ≈ E0H+/H2 - ηH2/Сu = - 0,48 B

  • Процессы на аноде

  • SO42- – xe ⟹ ; E3 > 2,5 B

  • 2H2O – 4e ⟹ O20+ 4H+; E4 ≈ E0O2/OH- + ηO2/Сu = 2,04 B

  • Cu0– 2 e ⟹ Cu2+; E5 ≈ E0Cu2+/Cu=0,34 B

  • Суммарная реакция

  • Cu2+ + 2 e + Cu0 – 2 e ⟹ Cu0+Cu2+


Гальванопластика окислительно


Сущность законов окислительно Фарадея. Первый закон Фарадея.

Первый закон Фарадея устанавливает прямую пропорциональность между количеством прошедшего через систему электричества и количеством прореагировавшего вещества.

∆m=kэIt = kэq

∆m – масса прореагировавшего вещества, kэ–электрохимический эквивалент, q–количество электричества прошедшее через систему.


Вывод первого закона Фарадея. окислительно

m = m0i * N0i

m0i- масса одного иона, N0i – число ионов, достигших электрода за время ∆t.

Масса одного иона равна: m0i =

Число ионов, достигших электрода, определяется по формуле: N0i =

∆q – заряд, протекший через электролит за время ∆t, определяемый по формуле: ∆q = I*∆t

q0i = z*e(z - валентность иона е – элементарный заряд, q0i - величина заряда одного иона)Получаем: N0i =

Тогда масса, выделившегося на электроде вещества, равна: m=

Обозначим через kэ коэффициент между m и I и получим: m=kэ*I*∆t

kэ = - электрохимический эквивалент


Второй закон Фарадея окислительно

Второй закон гласит, что при постоянном количестве прошедшего электричества массы прореагировавших веществ относятся между собой как их химические эквиваленты А = :


Экспериментальное подтверждение законов Фарадея


Законы Фарадея можно записать в следующей форме:

Общая формулировка законов Фарадея

Количество электричества, равное одному фарадею всегда изменяет электрохимически 1/z молей вещества независимо от его природы.


Выход вещества по току следующей форме:

Чтобы учесть влияние параллельных и вторичных реакций, было введено понятие выхода по току Вт. Выход по току дает ту часть количества протекшего электричества, которая приходится на долю данной электродной реакции

100%

100%

100%


Случаи отклонений от законов Фарадея

1. В нестационарных условиях электролиза часть электричества затрачивается на заряжение двойного электрического слоя;

2. Если электролит обладает электронной проводимостью то часть тока через электролит переносят электроны, а не ионы, и соответствующее кол-во электричества не участвует в процессе электролиза;

3. Наряду с основным процессом электролиза, часть тока может затрачиваться на протекание параллельных электрохимических реакций.


Для всех кулонометрических методов обязательны следующие условия

  • электропревращение анализируемого вещества должно протекать практически со 100 %-ной эффективностью тока генерации (выход по току)

  • наличие надежного способа определения момента завершения процесса электрохимической или химической реакций

  • точное определение количества электричества, прошедшего через ячейку до момента завершения контролируемой реакции


Схема установки для прямой методов обязательны следующие кулономeтрии

1 электролизер;

2 источник постоянного тока с регулируемым напряжением:

3 прибор для определения количества электричества

4 рабочий электрод;

5 вспомогательный электрод;

6 электрод сравнения, относительно которого контролируют потенциал рабочего электрода:

7 устройство, измеряющее разность потенциалов.


Схема установки для методов обязательны следующие кулонометрического титрования

1. электролизер2. рабочий электрод (электрод генерации)3. вспомогательный электрод

4. пористое стекло

5. прецизионное сопротивление

6. устройство, измеряющее разность потенциалов

7. источник постоянного тока

8. хронометр

9. магнитная мешалка.


Некоторые другие прикладные аспекты кулонометрии


ad