ELEKTROCHEMIA
wybrane zagadnienia

Akumulator ołowiowy

O

2H

SO

Pb

2e

HSO

3H

O

Pb

)

(

2e

H

SO

Pb

HSO

Pb

)

(

ie

rozładowan

2

4

2

4

2

4

4

2

4

0









































Bateria Ni

– Cd

napięcie ok. 1,2V



























2OH

Ni(OH)

2e

O

2H

2NiOOH

)

(

2e

Cd(OH)

2OH

Cd

)

(

ie

rozładowan

2

2

2

Bateria Ni

– MH





























2OH

Ni(OH)

2e

O

2H

2NiOOH

)

(

)

LaNi

np.

(stop

e

O

H

stop

OH

stop[H]

)

(

ie

rozładowan

2

2

5

2

Bardzo podobna konstrukcja do Ni - Cd

napięcie ok. 1,2V

Bateria Li

– Ion / polymer

napięcie ok. 3,6V

2

y

x

1

2

x

1

6

y

x

6

x

CoO

Li

ye

yLi

CoO

Li

)

(

ye

yLi

C

Li

C

Li

)

(

ie

rozładowan

































U

Ogniwo paliwowe DMFC

napięcie ok. 0,5 - 0,9V

O

3H

6e

+

6H

+

3/2O

)

(

6e

+

6H

+

CO

O

H

+

OH

CH

)

(

ie

rozładowan

2

2

2

2

3

















Korozja żelaza jako proces elektrochemiczny

ELEKTROCHEMIA
wybrane zagadnienia

Przewodnictwo elektryczne elektrolitów

W roztworach zawierających jony możliwy jest transport ładunku
elektrycznego. Analogicznie jak w przypadku przewodników elektronowych
możliwe jest wprowadzenie zależności pomiędzy mierzonym spadkiem
napięcia podczas przepływu prądu przez elektrolit:

gdzie: U – mierzony spadek napięcia, i – natężenie prądu w obwodzie, R –
opór elektrolitu.

Rozważając elektrolit zawarty w objętości prostopadłościanu o podstawie A i
wysokości l można wprowadzić wzór na oporność właściwą elektrolitu ρ:

U

i R

 

A

R

l



 

Przewodnictwo elektryczne elektrolitów

Często stosuje się również wielkość odwrotną do oporności właściwej, czyli
przewodnictwo właściwe κ dane wzorem:

W praktyce pomiar przewodnictwa roztworów sprowadza się do pomiaru
konduktometrem roztworu standardowego, a następnie roztworu badanego.

Wartości przewodnictw właściwych roztworów standardowych są
stabelaryzowane, np. 0,01 M wodny roztwór KCl w 20°C posiada
przewodnictwo właściwe równe 0,001278 Ω

-1

cm

-1

.

Pomiar konduktometrem roztworu standardowego pozwala na wyznaczenie
tak zwanej stałej naczyńka (l/A). Wartość przewodnictwa właściwego
elektrolitu oblicza się mnożąc wynik z pomiaru konduktometrycznego przez
wartość stałej naczyńka.

1







Przewodnictwo elektryczne elektrolitów

Przewodnictwo właściwe zależne jest jednak od sposobu dysocjacji
elektrolitu oraz od ładunku powstałych z dysocjacji jonów

Aby tego uniknąć wprowadza się tzw. przewodnictwo molowe:

gdzie: c – stężenie molowe, n – liczba moli kationów powstałych z dysocjacji
jednego mola związku, z – ładunek kationu w jednostkach ładunku
elektronu.

W przypadku gdy stężenie elektrolitu maleje do zerw wprowadza się tzw.
graniczne przewodnictwo molowe

Λ

o

.

]

[

1000

1

2













mol

cm

S

z

n

c

Λ



Prawo niezależnego ruchu jonów Kohlrauscha

Molowe przewodnictwo graniczne dane jest zależnością:

)

(

0

)

(

0

0





















m

n

Λ

mB

nA

B

A

n

m

m

n

Zależność przewodnictwa molowego od stężenia

elektrolit mocny

elektrolit słaby

c

a

Λ

Λ





0

c

Λ





c

BΛ

A

Λ

Λ





)

(

0

0







Ruchliwość jonów

Ruchliwość to prędkość poruszania się jonów v (cm·s

-1

) w polu elektrycznym

o natężeniu E (V·cm

-1

):

Można udowodnić, że:

]

[cm

1

1

2











s

V

E

v







































F

Λ

F

Λ

0

Liczby przenoszenia

Liczby przenoszenia definiuje się jako:

Ponadto:

1





















t

t

Q

q

t

Q

q

t





























t

t