Электрохимия в одной лекции

Список литературы

1. Вырубов Д. Н. Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей / Д. Н. Вырубов и др. М.: Машиностроение, 1983.

2. Лесные машины: Учебник для вузов / Под ред. д-ра техн. наук проф. Г. М. Анисимова. М.: Лесн. пром-сть, 1989.

3. Автомобильные и тракторные двигатели. (Теория, системы питания, конструкции и расчет): Учебник для вузов по специальности “Автомобили и тракторы” / Под ред. И. М. Ленина. М.: Высш. шк., 1969.

4. Конструкция и расчет автотракторных двигателей: Учебник для высших технических учебных заведений / Под ред. проф. Ю. А. Степанова. М.: Машгиз, 1957.

5. Автомобильные и тракторные двигатели: В 2 ч. Конструкция и расчет двигателей: Учебник для вузов / Под ред. И. М. Ленина. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Высш. шк., 1976.

6. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для студентов вузов / Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1980.

7. Архангельский В. М. Автомобильные двигатели / В. М. Архангельский. М.: Машиностроение, 1973.

8. Колчин А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А. И. Колчин, В. П. Демидов. М.: Высш. шк., 1971.

9. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. д-ра техн. наук проф. В. Н. Луканина. М.: Высш. школа, 1985.

1. Хачиян А. С. Двигатели внутреннего сгорания / А. С. Хачиян и др. М.: Высш. шк., 1985.
2. Росс Твег. Системы впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт: Практ. пособие / Росс Твег. М.: Издательство “За рулем", 1998.

1. Важные в электрохимии ОВР представляются совокупностью взаимосвязанных или сопряженных полуреакций:

окисление

А:

K:

^{восстановление}

2. Каждая полуреакция материализована (протекает) на соответствующем электроде: восстановительная на катоде (К), а окислительная на аноде (А).

Электрод - это активный или пассивный (инертный) проводник, опущенный в электролит. Может дополнительно омываться газом.

3. Систематизация полуреакций, записанных в восстановительной форме, выполнена на основе стандартных потенциалов φ^о, измеряемых относительно стандартной водородной полуреакции, потенциал которой принят за 0.

3.1

(водородом можно восстановить медь)

Реализуемость реакции определяется. Фундаментальное соотношение связывает с.

3.2 Чем больше потенциал, тем выгоднее восстановительная полуреакция.

3.3 Ведущей, т.е. определяющей направление протекания ОВР будет восстановительная полуреакция с б льшим потенциалом.

3.4 Обозначение гальванического элемента: Pt, | |Cu, Pt

4.

Гальв.эл-т (разрядка)

Электролиз (зарядка)

Свинцовый аккумулятор

-0.41 А (−) К

разрядка

+1.68 К (+) А

(сложение по остриям)

(сложение по хвостам)

зарядка

, (-403.3 на моль Pb)

Режим гальванического элемента: Выгодная восстановительная реакция отнимая у катода электроны создаёт там положительный потенциал (формируется “+” на катоде). “−“ на аноде формируется за счёт того, что выгодная окислительная реакция оставляет там электроны.

Режим электролиза − это принудительная реализация невыгодной восстановительной полуреакции путём создания избытка электронов и отрицательного потенциала на катоде. “+” на аноде от внешнего источника нейтрализует электроны «невыгодной» окислительной полуреакции.

K(-)

A(+)

Электролиз раствора соли меди (очистка или рафинирование)

А:

К:

Медь очищается, потому что одни ионы не восстанавливаются на катоде и остаются в растворе, а другие образуют нерастворимый шлам при окислении анода.

5.

i

, B

0.337

K

A

i

Вольтамперная характеристика:

0.337

φ, в

-0.83 -0.76 -0.44 -0.41 0.337 0.4 0.82 1.23 1.36 1.498

6. Принципы выбора сопряженных полуреакций из возможных на оси потенциалов. ()

6.1 Характеризующие процесс полуреакции определяются наличием компонентов в электродах, электролите, а также сопутствующих газов и конденсированных веществ.

6.2 Для гальванического элемента с позиции максимальной энергетической выгодности () на оси потенциалов из возможных выбираются

максимально:

Ø правая восстановительно-катодная полуреакция и Ø левая окислительно-анодная полуреакция.

6.3 При электролизе внешняя разность потенциалов при необходимости по минимуму преодолеть невыгодную ОВР () направлена на принудительную реализацию

минимально:

Ø левой восстановительно-катодной полуреакции; Ø правой окислительно-анодной полуреакции (по минимуму преодолеть невыгодность)

1)

-0.44 0.82

Коррозионный гальванический элемент.

0.82−(-0.44)=1.26 >0

2) Протекторная (анодная) защита жертвенным анодом

-0.76 -0.41

A(+): =-0.76 К (-): = 0.41

=-0.41−(-0.76)=0.35 (процесс выгоден)

3) Электролиз раствора

Возможные п/р на катоде K: -2.714 -0.41

Возможные п/р на аноде A: 0.82 =2.01

-2.714 -0.41 0.82 2.01

4)

-0.83 -0.44

Катодная защита (электролиз). Растворение жертвенного металла (железа).

5) Топливный (гальванический) элемент

Уравнение Нернста определяет отличие «нестандартного» от стандартного потенциала для электродной восстановительной полуреакции относительно стандартной водородной:

-0.824 -0.41 0 0.403 0.816 1.229

Для стандартной водородной п/р	Окислительное разложение воды:
H+ + e− = ½ H2 (активность газообразного компонента вместо давления выражается фугитивностью f)

Особенность в записи полуреакций в нейтральной среде (pH=7):

Ø при восстановительном её протекании следует использовать левую форму записи, поскольку изначально практически нет;

Ø при окислительном протекании используется правая форма, поскольку вначале нет.