ELEKTROCHEMIA
wybrane zagadnienia
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