ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថាដំណើរការគីមីអាចត្រូវបានអមដោយបាតុភូតផ្សេងៗ - ការស្រូបយកនិងការបញ្ចេញកំដៅពន្លឺសំឡេងជាដើម។ ជាពិសេស ពួកគេអាចនាំទៅរក ឬបណ្តាលមកពីចរន្តអគ្គិសនី។ ដំណើរការបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា electrochemical ហើយការរកឃើញរបស់ពួកគេបានដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ទាំងក្នុងគីមីវិទ្យា និងរូបវិទ្យា។

យកកែវដូចគ្នាពីរ។ នៅក្នុងមួយយើងចាក់សូលុយស្យុងស្ពាន់ក្លរួ ហើយទម្លាក់ចានទង់ដែងចូលទៅក្នុងវា ហើយមួយទៀត - ដំណោះស្រាយស័ង្កសីក្លរួ ហើយទម្លាក់ចានស័ង្កសីចូលទៅក្នុងវា។ នៅខាងក្រៅ គ្មានអ្វីកើតឡើងនៅក្នុងវ៉ែនតាទាំងពីរនោះទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើយើងភ្ជាប់បន្ទះដែកជាមួយ conductor ជាមួយ galvanometer និង ammeter ដែលត្រូវបានសាងសង់នៅក្នុងវា នោះយើងនឹងឃើញថាម្ជុល galvanometer deviates ដែលបង្ហាញពីវត្តមាននៃភាពខុសគ្នាដែលមានសក្តានុពល។ ក្នុងករណីនេះម្ជុល ammeter នឹងនៅសូន្យដែលបង្ហាញពីអវត្តមាននៃចរន្តរវាងចាន។ អ្វី​ដែល​កើតឡើង?

ទោះបីជាយើងមិនឃើញអ្វីសោះនៅពេលដែលយើងបន្ទាបចានទង់ដែងទៅក្នុងដំណោះស្រាយអំបិលទង់ដែង ក៏មានអ្វីមួយបានកើតឡើង។ នៅក្នុងស្រទាប់សូលុយស្យុងម៉ូលេគុលស្តើងបំផុត (អនុវត្តជាក់ស្តែង) នៅជិតលោហៈ ម៉ូលេគុលទឹកប៉ូលបានចាប់ផ្តើមទាញអ៊ីយ៉ុងរបស់វាចេញពីបន្ទះគ្រីស្តាល់នៃទង់ដែង៖

Cu (tv) "Cu 2+ +2e -

ដំណើរការនេះអាចចាត់ទុកថាជាប្រតិកម្មគីមីធម្មតា ប៉ុន្តែដោយមានការចូលរួមពីសារធាតុប្រតិកម្មមិនធម្មតាមួយ - អេឡិចត្រុងដែលនៅតែមាននៅក្នុងលោហៈជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មដែលផ្តល់ឱ្យវានូវបន្ទុកអវិជ្ជមាន ស្រទាប់សូលុយស្យុងដែលនៅជាប់នឹងលោហៈទទួលបានវិជ្ជមាន។ ការចោទប្រកាន់ដោយសារតែលើសពីអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន។ ភាពខុសប្លែកគ្នាដ៏មានសក្តានុពលកើតឡើង ដែលមានទំនោរនឹងត្រលប់មកវិញ

អ៊ីយ៉ុងទង់ដែងចូលទៅក្នុងលោហៈវិញ ហើយលំនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើង។ វាប្រែថា ក្នុងជាលទ្ធផលនៃដំណើរការគីមីឧបករណ៍អគ្គិសនីបានបង្ហាញខ្លួន - ឧបករណ៍បំពងសំឡេង (ទោះបីជាមានវិមាត្រម៉ូលេគុលក៏ដោយ) ។ វាត្រូវបានគេហៅថាស្រទាប់អគ្គិសនីពីរដងហើយប្រព័ន្ធដែលបានបង្កើតទាំងមូល (ដែក - ដំណោះស្រាយអំបិលរបស់វា) - ធាតុពាក់កណ្តាលផ្ទុយទៅនឹងលំនឹងគីមីធម្មតា វត្ថុដែលទទួលបានដោយយើងត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈមិនត្រឹមតែដោយសមាមាត្រនៃការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុប្រតិកម្ម និងផលិតផលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានភាពខុសគ្នាសក្តានុពលនៅក្នុងស្រទាប់អគ្គិសនីទ្វេផងដែរ។ ភាពខុសគ្នានេះត្រូវបានគេហៅថា សក្តានុពលអេឡិចត្រូតលោហៈ និងកំណត់លក្ខណៈសមត្ថភាព redox នៃលោហៈរឹង។ (យើងកត់សម្គាល់ភ្លាមៗថាសមត្ថភាពបែបនេះសម្រាប់លោហៈធាតុឧស្ម័នត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយតម្លៃខុសគ្នាទាំងស្រុង - សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដ,ដែលស្មើនឹងថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីផ្ដាច់អេឡិចត្រុងចេញពីអាតូមដាច់ដោយឡែក)។

វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការវាស់វែងដោយផ្ទាល់នូវសក្តានុពលអេឡិចត្រូត - បន្ទាប់ពីទាំងអស់ វាមានរវាងវត្ថុដែលបំបែកដោយស្រទាប់មួយនៃម៉ូលេគុល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើយើងយកធាតុពាក់កណ្តាលពីរដែលបង្កើតឡើងដោយលោហធាតុផ្សេងៗគ្នា (ដូចនៅក្នុងការពិសោធន៍របស់យើង) នោះសក្តានុពលនៅលើបន្ទះដែកនឹងខុសគ្នា ដែលយើងកត់សំគាល់។ ប្រព័ន្ធលទ្ធផលនៃកោសិកាពាក់កណ្តាលពីរត្រូវបានគេហៅថាកោសិកា galvanic ។

: ប្រសិនបើយើងភ្ជាប់វ៉ែនតានៅក្នុងការពិសោធន៍របស់យើងជាមួយនឹងបំពង់ជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនៃអំបិលមួយចំនួន (ស្ពានអំបិល) បន្ទាប់មក ammeter នឹងបង្ហាញពីវត្តមាននៃចរន្ត។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ដោយសារសក្តានុពលអេឡិចត្រូតរបស់ស័ង្កសីទាបជាងទង់ដែង អេឡិចត្រុងពីបន្ទះស័ង្កសីនឹងទៅស្ពាន់។ យោងតាមគោលការណ៍របស់ Le Chatelier លំនឹងនៅក្នុងស្រទាប់អគ្គិសនីទ្វេនឹងផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងធាតុពាក់កណ្តាលទាំងពីរ (បន្ទាប់ពីទាំងអស់ អេឡិចត្រុងចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម!) នេះនឹងនាំឱ្យមានការពិតដែលថាទង់ដែងពីដំណោះស្រាយនឹងត្រូវបានដាក់នៅលើចានទង់ដែង។ ហើយស័ង្កសីនឹងទុកចានស័ង្កសីចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ តាមរយៈស្ពានអំបិល អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមានលើសពីកញ្ចក់ស័ង្កសីក្លរួនឹងឆ្លងចូលទៅក្នុងសូលុយស្យុងក្លរួទង់ដែង ដែលធ្វើអោយតុល្យភាពអេឡិចត្រូស្តាតឡើងវិញ។ ដំណើរការនេះនឹងបន្តរហូតដល់ស័ង្កសីត្រូវបានរំលាយទាំងស្រុង ឬក្លរួទង់ដែងអស់។ ប្រសិនបើយើងអរូបីពីដំណើរការអគ្គិសនី ហើយពិចារណាតែសារធាតុគីមី នោះយើងទទួលបានប្រតិកម្ម៖ Cl 2 + Zn \u003d Cu + ZnCl 2

ប៉ុន្តែវាអាចត្រូវបានអនុវត្តដោយគ្មានកោសិកា galvanic! ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មានតែការចូលរួមរបស់គាត់ទេដែលពន្យល់ពីមូលហេតុដែលប្រតិកម្មទៅយ៉ាងពិតប្រាកដក្នុងទិសដៅនេះ ហើយនិយាយថា មិនមែនផ្ទុយមកវិញទេ។ ដូច្នេះចំណេះដឹងអំពីតម្លៃនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតធ្វើឱ្យវាអាចទស្សន៍ទាយពីលទ្ធភាព

ភាពនិងទិសដៅនៃប្រតិកម្ម redox ។ តើអ្នកអាចសម្គាល់ពួកគេដោយរបៀបណា?

ប្រសិនបើអ្នកប្រើធាតុពាក់កណ្តាលដូចគ្នា (អេឡិចត្រូតយោង) រួមផ្សំជាមួយធាតុផ្សេងទៀត អ្នកអាចទទួលបានសំណុំនៃតម្លៃដែលនឹងខុសគ្នាពីសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃលោហធាតុដែលប្រៀបធៀបដោយចំនួនដូចគ្នា - ដោយសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតយោង . នៅក្នុងការអនុវត្តបរិមាណទាំងនេះអាចត្រូវបានប្រើតាមរបៀបដូចគ្នានឹងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតដោយខ្លួនឯង។

ជាការពិតដូចជាអេឡិចត្រូតយោងត្រូវបានប្រើ អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែន។វាគឺជាចានផ្លាទីនដែលបានរៀបចំយ៉ាងពិសេស ដែលត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក ជាមួយនឹងកំហាប់អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន 1 mol/l ហើយត្រូវបានលាងសម្អាតដោយស្ទ្រីមបន្តនៃអ៊ីដ្រូសែនក្រោមសម្ពាធ 100,000 Pa នៅសីតុណ្ហភាព 25°C។ ក្នុងករណីនេះដំណើរការដូចខាងក្រោមកើតឡើងលើផ្ទៃផ្លាទីន។

H "H + + e - (2)

ប្រតិកម្ម (2) ដូចដែលអាចមើលឃើញគឺស្រដៀងទៅនឹងអ្វីដែលកើតឡើងនៅក្នុងធាតុពាក់កណ្តាលដែក។ សក្ដានុពលមួយលេចឡើងនៅលើចានផ្លាទីន ដែលត្រូវបានយកតាមលក្ខខណ្ឌជាសូន្យ។

ប្រសិនបើចានដែកដែលជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយអំបិលរបស់វាដែលមានកំហាប់ 1 mol / l ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងកោសិកា galvanic ជាមួយនឹងអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែននៅសីតុណ្ហភាព 25 ° C បន្ទាប់មកភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលត្រូវបានគេហៅថាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃ លោហៈ និងត្រូវបានតំណាងថាជា E °។

លោហធាតុដែលត្រូវបានរៀបចំតាមលំដាប់ឡើងនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដាររបស់វា បង្កើតបានជាស៊េរីអេឡិចត្រូតគីមីនៃវ៉ុលលោហៈ។

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, អូ

ប្រសិនបើយើងរំលឹកពីអ្វីដែលបានកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកា galvanic របស់យើង នោះវាងាយស្រួលក្នុងការយល់ថាហេតុអ្វីបានជាការរៀបចំលោហៈនៅក្នុងជួរនេះព្យាករណ៍ពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា៖

1) លោហៈនីមួយៗអាចផ្លាស់ទីលំនៅ (ស្តារ) ពីដំណោះស្រាយនៃអំបិលរបស់ពួកគេ លោហធាតុទាំងនោះដែលមាននៅក្នុងស៊េរីវ៉ុលបន្ទាប់ពីវា។

2) លោហៈទាំងអស់ដែលមានសក្តានុពលអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន (នោះគឺឈរនៅក្នុងស៊េរីនៃវ៉ុលរហូតដល់អ៊ីដ្រូសែន) អាចផ្លាស់ប្តូរ (ស្តារ) វាពីដំណោះស្រាយអាស៊ីត។

ដូចដែលអ្នកអាចទាយបាន គោលគំនិតនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្ដង់ដារគឺអាចអនុវត្តមិនត្រឹមតែចំពោះប្រព័ន្ធអ៊ីយ៉ុងដែក/ដែកប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងចំពោះប្រតិកម្មណាមួយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងអេឡិចត្រុងផងដែរ។ ប្រតិកម្មទាំងនេះត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ចំពោះអ្នក៖ អ្នកបានសរសេរវា ដោយបង្កើតតុល្យភាពអេឡិចត្រុង ដើម្បីឱ្យស្មើគ្នានូវប្រតិកម្ម redox ឧទាហរណ៍៖

Cr 2 O 2- 7 + 14H + + be - ®2Cr 3+ + 7H 2 O

យើងនឹងមិនរស់នៅលើរបៀបដែលសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលបែបនេះត្រូវបានវាស់វែងទេ - នេះគឺហួសពីវិសាលភាពនៃវគ្គសិក្សានេះ ប៉ុន្តែវិធីសាស្ត្របែបនេះមាន ហើយជាមួយនឹងជំនួយរបស់ពួកគេ សក្តានុពល redox ស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មមួយចំនួនធំត្រូវបានកំណត់។ ពួកវាត្រូវបានសង្ខេបនៅក្នុងតារាង ដែលសក្តានុពលប្រតិកម្មស្តង់ដារត្រូវបានផ្តល់ជាទម្រង់៖

| ទម្រង់អុកស៊ីតកម្ម | +នេ-® | ទម្រង់បែបបទដែលបានស្ដារឡើងវិញ |

ហើយតាមនោះបង្ហាញសមត្ថភាពអុកស៊ីតកម្មនៃទម្រង់អុកស៊ីតកម្ម។ ដើម្បីយល់ថាតើប្រតិកម្ម redox អាចទៅរួចឬអត់នោះ វាចាំបាច់ក្នុងការស្វែងរកភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលដែលត្រូវគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ យើងនឹងស្វែងយល់ថាតើវាអាចទៅរួចក្នុងការទទួលបាន halogens ដោយឥតគិតថ្លៃដោយការកត់សុី bromides និង chlorides ដោយប្រើដំណោះស្រាយអាសុីត dichromate ដែរឬទេ។ យើងរកឃើញនៅក្នុងតារាងទី 12 ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលសម្រាប់ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម

នៅក្នុងករណីនៃ bromide ភាពខុសគ្នាសក្តានុពលគឺ 0.28 V > 0 និងប្រតិកម្ម K 2 Cr 2 O 7 + KBr + H 2 SO 4 ®Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O + Br 2

នឹង​ទៅ។ ក្នុងករណីក្លរីតភាពខុសគ្នាគឺ -0.01 V<0 и аналогичная реакция происходить не будет. Напротив, будет идти обратная реакция, то есть окисление трехвалентного хрома в кислом растворе хлором. Однако нужно помнить, что выяснять направление реакции с помощью стандартных потенциалов можно только при условии, что реакция проходит при 25°С, а Концентрации всех реагентов - 1 моль/л. Так, на самом деле реакция окисления хлорида калия бихроматом калия будет идти, так как при 25°С невозможно создать в растворе концентрацию хлора 1 моль/л.

អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ (ធម្មតា) ។ សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ។ តារាងនៃសក្តានុពល redox ស្តង់ដារ

នៅក្នុង electrochemistry សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្ដង់ដារដែលតំណាងឱ្យ Eo, E0 ឬ EO គឺជារង្វាស់នៃសក្តានុពលបុគ្គលនៃអេឡិចត្រូតបញ្ច្រាស (នៅក្នុងលំនឹង) នៅក្នុងស្ថានភាពស្តង់ដារដែលកើតឡើងនៅក្នុងដំណោះស្រាយនៅកំហាប់ប្រសិទ្ធភាព 1 mol / ។ គីឡូក្រាមនិងឧស្ម័ននៅសម្ពាធ 1 បរិយាកាសឬ 100 kPa (kilopascals) ។ បរិមាណត្រូវបានគេយកជាញឹកញាប់បំផុតនៅ 25 ° C ។ មូលដ្ឋានសម្រាប់កោសិកាអេឡិចត្រូគីមី ដូចជាកោសិកាកាល់វ៉ានីក តែងតែជាប្រតិកម្ម redox ដែលអាចបំបែកទៅជាប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលពីរ៖ អុកស៊ីតកម្មនៅអាណូត (បាត់បង់អេឡិចត្រុង) និងការថយចុះនៅ cathode (ទទួលបានអេឡិចត្រុង)។ ចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃអេឡិចត្រូតទាំងពីរ។ ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃភាពខុសគ្នានៅក្នុងសក្តានុពលបុគ្គលនៃលោហៈទាំងពីរនៃអេឡិចត្រូតទាក់ទងនឹងអេឡិចត្រូត។ ការគណនាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ

សក្ដានុពលអេឡិចត្រូតមិនអាចត្រូវបានទទួលដោយជាក់ស្តែងទេ។ សក្តានុពលនៃកោសិកា galvanic កើតឡើងពី "គូ" នៃអេឡិចត្រូត។ ដូច្នេះវាមិនអាចកំណត់តម្លៃសម្រាប់អេឡិចត្រូតនីមួយៗក្នុងគូដោយប្រើសក្តានុពលដែលបានមកពីជាក់ស្តែងនៃកោសិកា galvanic នោះទេ។ ចំពោះបញ្ហានេះ អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្ដង់ដារត្រូវបានដំឡើង ដែលសក្តានុពលនេះត្រូវបានកំណត់យ៉ាងជាក់លាក់ និងស្មើនឹង 0.00 V ហើយអេឡិចត្រូតណាមួយដែលសក្តានុពលអេឡិចត្រូនិចមិនទាន់ដឹងអាចទាក់ទងគ្នាជាមួយអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារដើម្បីបង្កើតជាកោសិកាហ្គាវ៉ានីក - និង ក្នុងករណីនេះសក្តានុពលនៃកោសិកា galvanic ផ្តល់សក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតដែលមិនស្គាល់។

ដោយសារសក្តានុពលអេឡិចត្រូតត្រូវបានកំណត់ជាប្រពៃណីថាជាសក្តានុពលកាត់បន្ថយ សញ្ញានៃអេឡិចត្រូតដែកអុកស៊ីតកម្មត្រូវតែបញ្ច្រាសនៅពេលគណនាសក្តានុពលកោសិកាសរុប។ អ្នកក៏ត្រូវចងចាំថាសក្តានុពលមិនអាស្រ័យលើចំនួនអេឡិចត្រុងដែលបានផ្ទេរក្នុងប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល (ទោះបីជាវាខុសគ្នាក៏ដោយ) ដោយសារពួកវាត្រូវបានគណនាក្នុង 1 ម៉ូលនៃអេឡិចត្រុងដែលបានផ្ទេរ។ ដូច្នេះនៅពេលគណនាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតណាមួយដោយផ្អែកលើពីរផ្សេងទៀត គួរតែយកចិត្តទុកដាក់។

ឧទាហរណ៍:

(សមីការ 1) Fe3+ + 3e? --> Fe(tv) -0.036V

(សមីការ 2) Fe2+ + 2e? --> Fe(tv) -0.44V

ដើម្បីទទួលបានសមីការទីបី៖

(សមីការ 3) Fe3+ + e? --> Fe2+ (+0.77 V)

អ្នកគួរតែគុណសក្តានុពលនៃ eq ដំបូងដោយ 3 ត្រឡប់ eq ។ 2 (ផ្លាស់ប្តូរសញ្ញា) ហើយគុណសក្តានុពលរបស់វាដោយ 2 ។ ការបន្ថែមសក្តានុពលទាំងពីរនេះនឹងផ្តល់ឱ្យនូវសក្តានុពលស្តង់ដារនៃ eq ។ 3 ។

តារាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ

អត្ថបទដើមចម្បង៖ តារាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ

សក្ដានុពលនៃការកាត់បន្ថយស្តង់ដារកាន់តែខ្ពស់ ពួកគេអាចកាត់បន្ថយបានកាន់តែងាយស្រួល ម្យ៉ាងវិញទៀត ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មកាន់តែរឹងមាំ។ និងច្រាសមកវិញ៖ សក្តានុពលអវិជ្ជមានដ៏ធំមួយមានន័យថាទម្រង់នេះគឺជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយខ្លាំង។ ឧទាហរណ៍ F2 មាន ​​2.87 V ហើយ Li+ មាន -3.05 V ហ្វ្លុយអូរីនជាភ្នាក់ងារកត់សុី លីចូមជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយ។ ដូច្នេះ Zn2+ ដែលមានសក្តានុពលកាត់បន្ថយស្តង់ដារគឺ -0.76V អាចត្រូវបានកត់សុីដោយអេឡិចត្រូតផ្សេងទៀតដែលសក្តានុពលស្តង់ដារគឺធំជាង -0.76V (ឧទាហរណ៍ H+(0V), Cu2+(0.16V), F2 (2.87 V)) និង អាចត្រូវបានស្ដារឡើងវិញដោយអេឡិចត្រូតណាមួយដែលមានសក្តានុពលស្តង់ដារគឺតិចជាង -0.76 V (ឧទាហរណ៍ H? (-2.23 V), Na + (-2.71 V), Li + (-3.05 V))) នៅក្នុងក្រឡា galvanic ដែលជាកន្លែងដែល ប្រតិកម្ម redox ដោយឯកឯងបណ្តាលឱ្យកោសិកាបង្កើតសក្តានុពលអគ្គិសនី ថាមពល Gibbs DGo ត្រូវតែអវិជ្ជមាន យោងទៅតាមសមីការខាងក្រោម៖

DGoyach = -nFEoyach

ដែល n គឺជាចំនួនម៉ូលនៃអេឡិចត្រុងក្នុងមួយម៉ូលនៃផលិតផល ហើយ F គឺជាថេររបស់ហ្វារ៉ាដេយ ~ 96485 C/mol ។ ដូច្នេះ ច្បាប់ខាងក្រោមត្រូវបានអនុវត្ត៖

ប្រសិនបើ Eocell > 0 នោះដំណើរការគឺដោយឯកឯង (កោសិកា Galvanic)

ប្រសិនបើ Eocell< 0, тогда процесс несамопроизвольный (электролитическая ячейка)

លក្ខខណ្ឌមិនស្តង់ដារ

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ កោសិកាពិតអាចដំណើរការក្រោមលក្ខខណ្ឌមិនស្តង់ដារ។ ដោយផ្អែកលើសក្ដានុពលស្ដង់ដារ សក្ដានុពលនៃការប្រមូលផ្តុំប្រសិទ្ធភាពមិនស្តង់ដារអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើសមីការ Nernst៖

តម្លៃ E0 គឺអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព (លើកលែងតែអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ) ហើយជាទូទៅសំដៅទៅលើអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារនៅសីតុណ្ហភាពនោះ។ សម្រាប់ដំណាក់កាល condensed ទំហំនៃសក្តានុពលក៏អាស្រ័យលើសម្ពាធផងដែរ។

សក្តានុពល។ ពីវគ្គសិក្សារូបវិទ្យា គេដឹងថាសក្តានុពលអគ្គិសនីគឺជាការងារនៃការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុកវិជ្ជមានតែមួយពីចំណុចដែលបានផ្តល់ឱ្យក្នុងលំហទៅភាពគ្មានទីបញ្ចប់។ អេឡិចត្រូតនីមួយៗមានសក្តានុពលអគ្គិសនីមួយចំនួន។ តម្លៃដាច់ខាតនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតមិនអាចកំណត់បានទេ។ អ្នកគ្រាន់តែអាចប្រៀបធៀបសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតផ្សេងគ្នាជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក។ ដើម្បីធ្វើដូច្នេះ អេឡិចត្រូតពីរត្រូវតែបញ្ចូលទៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គីសនីគីមី។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះផ្នែកដែកត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយចំហាយមួយហើយដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីតដែលពួកគេត្រូវបានជ្រមុជដោយបំពង់កែវដែលពោរពេញទៅដោយដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីត (ជាធម្មតាប៉ូតាស្យូមក្លរួ) ។ បំពង់នេះត្រូវបានគេហៅថា គន្លឹះអេឡិចត្រូលីត ឬស្ពានអំបិល។ វាផ្តល់នូវចរន្តអ៊ីយ៉ុងរវាងដំណោះស្រាយ។ ដូច្នេះសៀគ្វីបិទជិតឬក្រឡា galvanic ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៣.

ភាពខុសគ្នានៃសក្ដានុពលអគ្គិសនីនៃអេឡិចត្រូតពីរនៅក្នុងសៀគ្វីបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា កម្លាំងអេឡិចត្រូតនៃសៀគ្វី EMF (រូបភាព 4. សៀគ្វីអគ្គីសនីគីមីជាមួយអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ: - អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ 2 - អេឡិចត្រូតដែលកំពុងសិក្សា 3 - គន្លឹះអេឡិចត្រូត) . តម្លៃ EMF អាចត្រូវបានវាស់ដែលធ្វើឱ្យវាអាចប្រៀបធៀបសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក។ ជាធម្មតា អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារត្រូវបានប្រើជាអេឡិចត្រូត ដែលទាក់ទងទៅនឹងសក្តានុពលនៃប្រព័ន្ធទាំងអស់ត្រូវបានកំណត់។ សក្តានុពលរបស់វាត្រូវបានយកតាមលក្ខខណ្ឌស្មើនឹងសូន្យ។

ដូច្នេះសក្តានុពលអេឡិចត្រូតត្រូវបានគេហៅថា EMF នៃសៀគ្វីអគ្គីសនីគីមី - កោសិកា galvanic សមាសភាពនៃអេឡិចត្រូតដែលកំពុងសិក្សានិងអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ។ សៀគ្វីបែបនេះត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 4. សក្ដានុពលអេឡិចត្រូតជាធម្មតាត្រូវបានតាងដោយអក្សរ E ។

អេឡិចត្រូតដែលប្រឆាំងនឹងសក្តានុពលត្រូវបានវាស់ត្រូវបានគេហៅថាអេឡិចត្រូតយោង។ បន្ថែមពីលើអ៊ីដ្រូសែន ក្លរួប្រាក់ កាឡូមែល និងមួយចំនួនទៀតត្រូវបានគេប្រើជាអេឡិចត្រូតយោង។ ក្នុងគ្រប់ករណីទាំងអស់ សក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតយោងត្រូវបានសន្មត់ថាជាសូន្យ។ អ្នកអាចទៅពីមាត្រដ្ឋានមួយនៃសក្តានុពលទៅមួយទៀត។ ឧទាហរណ៍សក្តានុពលស្តង់ដារនៃអេឡិចត្រូតស័ង្កសីនៅលើមាត្រដ្ឋានអ៊ីដ្រូសែនគឺ - 0.76 V ហើយសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតក្លរួប្រាក់គឺ + 0.22 V (នៅលើមាត្រដ្ឋានដូចគ្នា) ។ ដូច្នេះសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតស័ង្កសីនៅលើមាត្រដ្ឋាននៃអេឡិចត្រូតក្លរួប្រាក់នឹងមាន: - 0.76 - 0.22 = 0.98 V. ការវាស់វែងសក្តានុពលអេឡិចត្រូត។

វាពិបាកណាស់ក្នុងការវាស់ស្ទង់សក្តានុពលអេឡិចត្រូតឲ្យបានត្រឹមត្រូវ ព្រោះវាចាំបាច់ដែលតុល្យភាពនៅលើអេឡិចត្រូតមិនត្រូវបានរំខានក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការវាស់។ សម្រាប់ហេតុផលនេះវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការទទួលបានតម្លៃពិតប្រាកដនៃ E ដោយប្រើ voltmeter ធម្មតា: ប្រសិនបើយើងបិទសៀគ្វីដោយប្រើ voltmeter ជំនួសឱ្យ conductor នោះចរន្តដ៏ធំមួយនឹងចាប់ផ្តើមហូរនៅក្នុងវាដែលនឹងធ្វើឱ្យខូចតុល្យភាពនៅលើ អេឡិចត្រូត។ សម្រាប់ការវាស់វែងអ្នកអាចប្រើ voltmeters ពិសេសដែលមានភាពធន់ទ្រាំនឹងការបញ្ចូលខ្ពស់ (ច្រើនជាង 1012 ohms) ។ នៅពេលដែលរួមបញ្ចូលនៅក្នុងសៀគ្វីនៃឧបករណ៍បែបនេះលំហូរចរន្តគឺតូចពេកដែលមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើតុល្យភាពអេឡិចត្រូត។

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារគឺជាសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារវាត្រូវបានតាងដោយនិមិត្តសញ្ញា E °។ សក្តានុពលទាំងនេះត្រូវបានកំណត់សម្រាប់ប្រព័ន្ធ redox ជាច្រើន ហើយជាធម្មតាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងសៀវភៅយោងគីមី។ ប្រសិនបើអេឡិចត្រូត (ឧទាហរណ៍អេឡិចត្រូតដែកនៃប្រភេទទី 1) ត្រូវបានរៀបចំតាមលំដាប់នៃការកើនឡើងសក្តានុពលនោះយើងនឹងទទួលបានតារាងមួយហៅថាស៊េរីនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ។ ស៊េរីនេះត្រូវបានគេសំដៅជាញឹកញាប់ថាជាស៊េរីភាពតានតឹង ប៉ុន្តែពាក្យនេះគឺលែងប្រើហើយមិនគួរប្រើទេ។

ដោយមានជំនួយពីសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្ដង់ដារមួយចំនួនវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់លក្ខណៈគីមីមួយចំនួននៃលោហៈ។ ជាឧទាហរណ៍ វាត្រូវបានគេប្រើដើម្បីស្វែងយល់ថាតើអ៊ីយ៉ុងដែកលំដាប់ណាត្រូវបានកាត់បន្ថយកំឡុងពេល electrolysis ក៏ដូចជាដើម្បីពិពណ៌នាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀតនៃលោហធាតុ។

តម្លៃពិជគណិតនៃសក្តានុពលកាន់តែតូច សមត្ថភាពកាត់បន្ថយនៃលោហៈនេះកាន់តែខ្ពស់ និងសមត្ថភាពកត់សុីនៃអ៊ីយ៉ុងរបស់វាកាន់តែទាប។ ដូចខាងក្រោមពីស៊េរីនេះ លោហៈលីចូមគឺជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយខ្លាំងបំផុត ខណៈដែលមាសគឺខ្សោយបំផុត។ ផ្ទុយទៅវិញ អ៊ីយ៉ុងមាស Au3+ គឺជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មខ្លាំងបំផុត ហើយលីចូមអ៊ីយ៉ុង Li+ គឺខ្សោយបំផុត។

លោហៈនីមួយៗនៅក្នុងស៊េរីនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្ដង់ដារមានសមត្ថភាពក្នុងការផ្លាស់ប្តូរលោហៈទាំងអស់បន្ទាប់ពីវាចេញពីដំណោះស្រាយនៃអំបិលរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះមិនមានន័យថាការគាបសង្កត់ចាំបាច់កើតឡើងក្នុងគ្រប់ករណីទាំងអស់នោះទេ។ ឧទាហរណ៍ អាលុយមីញ៉ូមបំលែងទង់ដែងចេញពីដំណោះស្រាយនៃទង់ដែង (II) ក្លរួ CuCl2 ប៉ុន្តែជាក់ស្តែងមិនផ្លាស់ប្តូរវាចេញពីដំណោះស្រាយនៃទង់ដែង (II) ស៊ុលហ្វាត CuSO4 ទេ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាក្លរួអ៊ីយ៉ុង Cl- បំផ្លាញខ្សែភាពយន្តការពារនៅលើអាលុយមីញ៉ូមយ៉ាងឆាប់រហ័សហើយស៊ុលហ្វាតអ៊ីយ៉ុង SO4 2- អនុវត្តមិនបំផ្លាញវាទេ។

លោហៈទាំងអស់ដែលមានតម្លៃអវិជ្ជមាននៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្ដង់ដារ, i.e. ឈរជាជួររហូតដល់អ៊ីដ្រូសែន ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីដ្រូសែនចេញពីអាស៊ីតរំលាយ អ៊ីយ៉ុងដែលមិនបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិអុកស៊ីតកម្ម (ឧទាហរណ៍ពី HCl ឬ dilute H2SO4) និងរលាយក្នុងពួកវា។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយមានករណីលើកលែង។ ឧទាហរណ៍ សំណគឺមិនអាចរលាយក្នុងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិកបានទេ។ នេះគឺដោយសារតែការបង្កើតខ្សែភាពយន្តការពារនៃស៊ុលហ្វាតនាំមុខដែលរលាយតិចតួច PbSO4 នៅលើផ្ទៃលោហៈដែលធ្វើឱ្យលោហៈពិបាកទាក់ទងជាមួយដំណោះស្រាយអាស៊ីត។ ដូច្នេះយើងអាចសន្និដ្ឋានថាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារមួយចំនួនគួរតែត្រូវបានប្រើដោយគិតគូរពីលក្ខណៈទាំងអស់នៃដំណើរការដែលកំពុងត្រូវបានពិចារណា។

សក្តានុពល redox ស្តង់ដារ. លទ្ធភាពនៃប្រតិកម្ម redox ណាមួយដែលកើតឡើងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់ស្តែងគឺដោយសារតែហេតុផលមួយចំនួន: សីតុណ្ហភាព ធម្មជាតិនៃភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម និងភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយ ទឹកអាស៊ីតនៃមធ្យម ការប្រមូលផ្តុំសារធាតុដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្ម។ល។ ពិបាកក្នុងការគិតគូរពីកត្តាទាំងអស់នេះ ប៉ុន្តែដោយចងចាំថាប្រតិកម្ម redox ណាមួយដំណើរការជាមួយនឹងការផ្ទេរអេឡិចត្រុងពីភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយទៅជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើតលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់លទ្ធភាពនៃប្រតិកម្មបែបនេះ។

លក្ខណៈបរិមាណនៃដំណើរការ redox គឺជាសក្តានុពល redox ធម្មតានៃភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម និងភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយ (ឬសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ) ។

ដើម្បីយល់ពីអត្ថន័យ physicochemical នៃសក្ដានុពលបែបនេះ ចាំបាច់ត្រូវវិភាគនូវអ្វីដែលគេហៅថា ដំណើរការអេឡិចត្រូគីមី។

ដំណើរការគីមីដែលអមដោយរូបរាងនៃចរន្តអគ្គីសនីឬបណ្តាលមកពីវាត្រូវបានគេហៅថា electrochemical ។

ដើម្បីយល់ពីធម្មជាតិនៃដំណើរការអេឡិចត្រូគីមី យើងងាកទៅរកការពិចារណាអំពីស្ថានភាពសាមញ្ញមួយចំនួន។ ស្រមៃមើលចានដែកដែលជ្រមុជនៅក្នុងទឹក។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃម៉ូលេគុលទឹកប៉ូល អ៊ីយ៉ុងដែកត្រូវបានផ្តាច់ចេញពីផ្ទៃនៃចាន និងផ្តល់ជាតិទឹក ពួកវាឆ្លងចូលទៅក្នុងដំណាក់កាលរាវ។ ក្នុងករណីនេះ ក្រោយមកទៀតក្លាយជាបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយអេឡិចត្រុងលើសមួយលេចឡើងនៅលើបន្ទះដែក។ ដំណើរការកាន់តែដំណើរការ ការចោទប្រកាន់កាន់តែច្រើន ទាំងចាន និងដំណាក់កាលរាវ។

ដោយសារតែការទាក់ទាញអេឡិចត្រូស្តាតនៃ cations សូលុយស្យុង និងអេឡិចត្រុងលោហធាតុលើស ស្រទាប់ពីរដែលហៅថាអគ្គិសនីលេចឡើងនៅព្រំដែនដំណាក់កាល ដែលរារាំងការផ្លាស់ប្តូរបន្ថែមទៀតនៃអ៊ីយ៉ុងដែកចូលទៅក្នុងដំណាក់កាលរាវ។ ជាចុងក្រោយ មានពេលមួយដែលលំនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងសូលុយស្យុង និងបន្ទះដែក ដែលអាចបង្ហាញដោយសមីការ៖

ឬគិតគូរពីជាតិទឹកនៃអ៊ីយ៉ុងក្នុងដំណោះស្រាយ៖

ស្ថានភាពនៃលំនឹងនេះអាស្រ័យទៅលើលក្ខណៈនៃលោហៈ កំហាប់អ៊ីយ៉ុងរបស់វានៅក្នុងដំណោះស្រាយ លើសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធ។

នៅពេលដែលលោហៈមួយត្រូវបានជ្រមុជមិននៅក្នុងទឹក ប៉ុន្តែនៅក្នុងដំណោះស្រាយអំបិលនៃលោហៈនេះ លំនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅខាងឆ្វេងស្របតាមគោលការណ៍របស់ Le Chatelier ហើយកំហាប់អ៊ីយ៉ុងដែកនៅក្នុងសូលុយស្យុងកាន់តែធំ។ លោហធាតុសកម្មដែលអ៊ីយ៉ុងមានសមត្ថភាពល្អក្នុងការចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយ ក្នុងករណីនេះនឹងត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាអវិជ្ជមាន ទោះបីជាក្នុងកម្រិតតិចជាងនៅក្នុងទឹកសុទ្ធក៏ដោយ។

លំនឹងអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅខាងស្តាំប្រសិនបើអេឡិចត្រុងត្រូវបានយកចេញពីលោហៈក្នុងមធ្យោបាយមួយឬផ្សេងទៀត។ នេះនឹងរំលាយបន្ទះដែក។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើអេឡិចត្រុងត្រូវបាននាំយកទៅបន្ទះដែកពីខាងក្រៅ នោះអ៊ីយ៉ុងនឹងជ្រាបចូលពីដំណោះស្រាយនៅលើវា។

នៅពេលដែលលោហៈមួយត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងសូលុយស្យុង ស្រទាប់អគ្គិសនីពីរដងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅព្រំដែនដំណាក់កាល។ ភាពខុសគ្នាសក្តានុពលដែលកើតឡើងរវាងលោហៈនិងដំណាក់កាលរាវជុំវិញត្រូវបានគេហៅថាសក្តានុពលអេឡិចត្រូត។ សក្តានុពលនេះគឺជាលក្ខណៈនៃសមត្ថភាព redox នៃលោហៈនៅក្នុងទម្រង់នៃដំណាក់កាលរឹងមួយ។

នៅក្នុងអាតូមដែកដាច់ដោយឡែក (ស្ថានភាពនៃចំហាយទឹកដែលកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងកម្រិតខ្ពស់នៃភាពកម្រ) លក្ខណៈសម្បត្តិ redox ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយបរិមាណផ្សេងគ្នាដែលហៅថាសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដ។ សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដគឺថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីផ្ដាច់អេឡិចត្រុងចេញពីអាតូមដាច់ដោយឡែកមួយ។

តម្លៃដាច់ខាតនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតមិនអាចវាស់ដោយផ្ទាល់បានទេ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាមិនពិបាកក្នុងការវាស់វែងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតដែលកើតឡើងនៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលមានគូដំណោះស្រាយលោហៈពីរនោះទេ។ គូបែបនេះត្រូវបានគេហៅថាធាតុពាក់កណ្តាល។ យើងបានយល់ព្រមដើម្បីកំណត់សក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃលោហៈដោយគោរពទៅនឹងអ្វីដែលគេហៅថាអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្ដង់ដារ, សក្តានុពលនៃការដែលត្រូវបានយកតាមអំពើចិត្តជាសូន្យ។ អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្ដង់ដារមានចានផ្លាទីនដែលបានរៀបចំពិសេស ជ្រមុជក្នុងដំណោះស្រាយអាស៊ីតជាមួយនឹងកំហាប់អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន 1 mol/l ហើយលាងសម្អាតដោយឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែននៅសម្ពាធ 105 Pa នៅសីតុណ្ហភាព 25 °C។

ចំនួននៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ។ ប្រសិនបើបន្ទះដែកដែលជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយអំបិលរបស់វាជាមួយនឹងកំហាប់នៃអ៊ីយ៉ុងដែកស្មើនឹង 1 mol / l ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ នោះកោសិកា galvanic នឹងត្រូវបានទទួល។ កម្លាំងអេឡិចត្រូតនៃធាតុនេះ (EMF) ដែលវាស់វែងនៅ 25 ° C កំណត់លក្ខណៈស្តង់ដារនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃលោហៈដែលជាធម្មតាត្រូវបានតំណាងថាជា E °។

សក្តានុពលស្តង់ដារនៃអេឡិចត្រូតដែលដើរតួជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយទាក់ទងនឹងអ៊ីដ្រូសែនមានសញ្ញា "-" ហើយសញ្ញា "+" មានសក្តានុពលស្តង់ដារនៃអេឡិចត្រូតដែលជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម។

លោហធាតុដែលត្រូវបានរៀបចំតាមលំដាប់ឡើងនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដាររបស់វា បង្កើតបានជាស៊េរីអេឡិចត្រូតគីមីនៃវ៉ុលលោហៈ៖ Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd , កូ, នី, អេស, ភី, អេ, អេស, ប៊ី, គុ, អេច, ភី, ភី, អ។

ភាពតានតឹងមួយចំនួនបង្ហាញពីលក្ខណៈគីមីនៃលោហៈ៖

1. សក្តានុពលអេឡិចត្រូតរបស់លោហៈកាន់តែអវិជ្ជមាន សមត្ថភាពកាត់បន្ថយរបស់វាកាន់តែធំ។

2. លោហៈនីមួយៗអាចផ្លាស់ទីលំនៅ (ស្តារ) ពីដំណោះស្រាយអំបិល លោហធាតុទាំងនោះដែលមាននៅក្នុងស៊េរីអេឡិចត្រូគីមីនៃវ៉ុលលោហៈបន្ទាប់ពីវា។

3. លោហធាតុទាំងអស់ដែលមានសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារអវិជ្ជមាន នោះគឺជាវត្ថុដែលមាននៅក្នុងស៊េរីអេឡិចត្រូតនៃវ៉ុលលោហៈទៅខាងឆ្វេងនៃអ៊ីដ្រូសែន អាចផ្លាស់ប្តូរវាចេញពីដំណោះស្រាយអាស៊ីត។

ដូចនៅក្នុងករណីនៃការកំណត់តម្លៃ E° នៃលោហធាតុ តម្លៃ E° នៃមិនមែនលោហធាតុត្រូវបានវាស់នៅសីតុណ្ហភាព 25°C និងនៅកំហាប់នៃភាគល្អិតអាតូម និងម៉ូលេគុលទាំងអស់ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងលំនឹងស្មើនឹង 1 mol / លីត្រ

តម្លៃពិជគណិតនៃសក្តានុពល redox ស្តង់ដារកំណត់លក្ខណៈសកម្មភាពអុកស៊ីតកម្មនៃទម្រង់អុកស៊ីតកម្មដែលត្រូវគ្នា។ ដូច្នេះការប្រៀបធៀបតម្លៃ

សក្តានុពល redox ស្តង់ដារអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកឆ្លើយសំណួរ: តើនេះឬប្រតិកម្ម redox កើតឡើង?

លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យបរិមាណសម្រាប់ការវាយតម្លៃលទ្ធភាពនៃប្រតិកម្ម redox ជាក់លាក់មួយគឺជាតម្លៃវិជ្ជមាននៃភាពខុសគ្នារវាងសក្តានុពល redox ស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម និងការកាត់បន្ថយពាក់កណ្តាលប្រតិកម្ម។

អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងអេឡិចត្រូគីមី - ជាធម្មតាចានផ្លាទីនត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយអាស៊ីតជាមួយនឹងកំហាប់ជាក់លាក់នៃអ៊ីយ៉ុង H + និងលាងដោយឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែន។ នៅសម្ពាធអ៊ីដ្រូសែន 0.1 MPa និងសកម្មភាពទែរម៉ូឌីណាមិកនៃអ៊ីយ៉ុងរបស់វាស្មើនឹងការរួបរួម សក្ដានុពលនៃអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានយកតាមលក្ខខណ្ឌទៅជាសូន្យ។ អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា អេឡិចត្រូតស្តង់ដារ វាបម្រើជាអេឡិចត្រូតយោង ដែលសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតផ្សេងទៀតត្រូវបានវាស់។

32 ទែម៉ូឌីណាមិកនៃដំណើរការអេឡិចត្រូត។ ការកើតឡើងដោយឯកឯងនៃប្រតិកម្ម redox ។ ទំនាក់ទំនងរវាង EMF នៃកោសិកា galvanic និងថាមពល Gibbs ។ ការតភ្ជាប់នៃ EMF ជាមួយនឹងលំនឹងថេរ

ប្រតិកម្មគីមីណាមួយត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងចលនារបស់អេឡិចត្រុង ដូច្នេះពួកវាអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។ ក្នុងករណីនេះប្រភពនៃថាមពលអគ្គិសនីគឺជាថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មគីមី។ ការបំប្លែងថាមពលនៃប្រតិកម្មគីមីទៅជាថាមពលអគ្គិសនីគឺអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែមានជំនួយពីឧបករណ៍ពិសេសមួយហៅថាកោសិកា galvanic ។ វាអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកដឹកនាំលំហូរនៃអេឡិចត្រុងតាមរយៈចំហាយដែក។

ការចំហេះអ៊ីដ្រូសែនសាមញ្ញត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញកំដៅដ៏ធំ។ ប្រសិនបើវាត្រូវបានអនុវត្តនៅកម្រិតសំឡេងថេរឧទាហរណ៍នៅក្នុងគ្រាប់បែក calorimetric បន្ទាប់មក DU = -284.5 kJ / mol ។ ប្រសិនបើប្រតិកម្មដូចគ្នាត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងកោសិកា galvanic ដោយវិធីសាស្ត្រអេឡិចត្រូគីមី នោះផ្នែកមួយនៃការបាត់បង់ថាមពលខាងក្នុងនេះអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។ ដ្យាក្រាមនៃក្រឡា galvanic បែបនេះត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព IX.1 ។ អេឡិចត្រូតផ្លាទីនពីរត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous (ឧទាហរណ៍ NaOH) ។ អេឡិចត្រូតខាងឆ្វេងត្រូវបានងូតទឹកដោយពពុះអ៊ីដ្រូសែន ហើយអេឡិចត្រូតខាងស្តាំត្រូវបានងូតទឹកដោយអុកស៊ីសែន។ អ៊ីដ្រូសែននៅផ្នែកខាងឆ្វេងនៃកោសិកានេះត្រូវបានរំលាយនៅក្នុងប្លាទីននិងអ៊ីយ៉ូដ។ ដោយសារតែភាពស្និទ្ធស្នាលខ្ពស់សម្រាប់ម៉ូលេគុលទឹក បរិមាណជាក់លាក់នៃប្រូតុងឆ្លងកាត់ទៅក្នុងស្រទាប់សូលុយស្យុងភ្លាមៗដែលនៅជិតអេឡិចត្រូត។ ក្នុងករណីនេះអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន H3O+ ត្រូវបានបង្កើតឡើង - ពួកគេត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយបូកនៅផ្នែកខាងស្តាំនៃរូបភព។ IX 1, និងអេឡិចត្រុង (minuses) នៅតែមាននៅលើផ្ទៃនៃអេឡិចត្រូតផ្លាទីន។ ដោយសារតែការទាក់ទាញអេឡិចត្រូតរវាងអេឡិចត្រុងនិងអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូនីញ៉ូម, ក្រោយមកទៀតនៅតែនៅជិតអេឡិចត្រូតនិងមិនចូលទៅក្នុងភាគច្រើននៃដំណោះស្រាយ។ ដោយសារតែនេះ អ្វីដែលគេហៅថា ស្រទាប់អគ្គិសនីពីរដង កើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់ ដំណោះស្រាយលោហៈ ស្រដៀងទៅនឹងចានពីរនៃ capacitor ។ នៅលើផ្ទៃនៃអេឡិចត្រូតខាងស្តាំ ប្រតិកម្មនៃការបង្កើតអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូស៊ីលកើតឡើង៖

3/2O2g + H2Ol + 2e = 2OH-

ដែលដកអេឡិចត្រុងពីរចេញពីលោហៈ។ ដូច្នេះផ្ទៃនៃលោហៈត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមានហើយស្រទាប់អគ្គិសនីពីរដងក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើវាដែរប៉ុន្តែមានសញ្ញាផ្ទុយ។ ប្រសិនបើអ្នកភ្ជាប់អេឡិចត្រូតឆ្វេង និងស្តាំជាមួយចំហាយដែក នោះចរន្តអគ្គិសនីនឹងហូរកាត់វា។ ព្រួញនៅក្នុងរូបភព។ IX.1 បង្ហាញពីទិសដៅនៃលំហូរអេឡិចត្រុង។ ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅអេឡិចត្រូតនៃកោសិកា galvanic បើកចំហត្រូវបានគេហៅថាកម្លាំងអេឡិចត្រូរបស់វា (emf) ។

ជាក់ស្តែងលំហូរនៃអេឡិចត្រុងដែលកើតឡើងនៅក្នុងធាតុអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតការងារឧទាហរណ៍ដើម្បីបង្វិលម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច។ លំហូរនៃចរន្តនាំឱ្យមានការថយចុះនៃការចោទប្រកាន់នៃស្រទាប់អគ្គិសនីពីរដង។ ដូច្នេះ H3O+ និង OH- ions ទទួលបានឱកាសដើម្បីផ្លាស់ទីឆ្ងាយពីអេឡិចត្រូត និងបង្កើតម៉ូលេគុលទឹកអព្យាក្រឹតនៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះដោយសារតែប្រតិកម្មនៅលើអេឡិចត្រូតស្រទាប់ទ្វេត្រូវបានស្ដារឡើងវិញម្តងទៀត។ ការផ្លាស់ប្តូរដែលកើតឡើងនៅលើអេឡិចត្រូត និងនៅក្នុងដំណោះស្រាយត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងដោយសមីការដូចខាងក្រោមៈ

H2g = 2H+ + 2e;

3/2 O2g + H2Ol + 2e = 2OH-;

2H+ + 2OH- = 2H2Ol,

ផលបូកដែលជាប្រតិកម្មនៃការបង្កើតទឹក៖

H2g + 1/2O2g = H2Ozh,

ដូច្នេះប្រតិកម្មដូចគ្នានៃការបង្កើតទឹកពីធាតុអាចត្រូវបានអនុវត្តតាមវិធីពីរផ្សេងគ្នា។ តើវិធីសាស្រ្តមួយណាដែលផ្តល់ផលចំណេញច្រើនជាងក្នុងការបំប្លែងថាមពលនៃប្រតិកម្មគីមីទៅជាការងារ? នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តដំបូងនៅពេលដែលអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានដុតក្នុងគ្រាប់បែក calorimetric (V = const) នៅ 298 K ការថយចុះនៃថាមពលខាងក្នុងគឺស្មើនឹងបរិមាណកំដៅដែលបានបញ្ចេញ -DU = 284.5 kJ / mol ហើយការងារគឺសូន្យ។

ក្នុងករណីទីពីរផ្នែកនៃការផ្លាស់ប្តូរនេះនៅក្នុងថាមពលខាងក្នុង (DG) អាចត្រូវបានបម្លែងទៅជាការងារអគ្គិសនី។ ប្រសិនបើប្រតិកម្មនៅក្នុងកោសិកា galvanic ត្រូវបានអនុវត្តបញ្ច្រាស់ នោះការបាត់បង់ថាមពល Gibbs ដែលភ្ជាប់មកជាមួយគឺទាំងស្រុងទៅលើការផលិតការងារអគ្គិសនី។

ក្នុងករណីដែលកំពុងពិចារណា DG0 = -237.2 kJ/mol ហើយជាលទ្ធផល មានតែ ?47 kJ/mol ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាកំដៅ។ ឧទាហរណ៍នេះបង្ហាញថា ជាទូទៅថាមពលដែលបញ្ចេញកំឡុងពេលចំហេះនៃឥន្ធនៈធម្មជាតិមានអត្ថប្រយោជន៍ច្រើនក្នុងការបំប្លែងដោយផ្ទាល់ទៅជាថាមពលអគ្គិសនី ដោយសារប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ និងរោងចក្រថាមពលកម្ដៅមានកម្រិតទាប។ កោសិកាអ៊ីដ្រូសែន-អុកស៊ីហ្សែនដែលបានពិពណ៌នាគឺជាឧទាហរណ៍នៃកោសិកាឥន្ធនៈ។

ការងារលើការបង្កើតធាតុបែបនេះថ្មីៗនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងទូលំទូលាយទាក់ទងនឹងបញ្ហាបច្ចេកទេសថ្មី។ នៅក្នុងកោសិកាទាំងនេះ ឥន្ធនៈ និងសារធាតុអុកស៊ីតកម្មត្រូវតែរក្សាទុកដោយឡែកពីគ្នា ហើយបញ្ចូលទៅក្នុងអេឡិចត្រូតដែលប្រតិកម្មគីមីកើតឡើង។ ក្នុងករណីនេះ ធាតុអាចដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ ប្រសិនបើសារធាតុ reagents ត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ទៅវា ហើយផលិតផលប្រតិកម្មត្រូវបានដកចេញ ដែលងាយស្រួលជាពិសេសនៅពេលប្រើសារធាតុរាវ និងឧស្ម័ន។ ជំនួសឱ្យការដុតធ្យូងថ្ម គេអាចប្រើប្រតិកម្ម St + O2g = CO2g ដើម្បីផលិតចរន្តអគ្គិសនី។

ជាក់ស្តែងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌជាក់ស្តែង កោសិកា galvanic ធ្វើការមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ដូច្នេះមានតែផ្នែកមួយនៃការផ្លាស់ប្តូរថាមពល Gibbs នៃប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកាប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបំប្លែងទៅជាការងារ។ យើងនិយាយឡើងវិញថា កោសិកា galvanic អាចដំណើរការក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលប្រតិកម្មគីមីដោយឯកឯង ឬដំណើរការដោយឯកឯងផ្សេងទៀតកើតឡើងនៅក្នុងវា អមដោយការថយចុះនៃថាមពល Gibbs ។

ប្រសិនបើភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលធំគ្រប់គ្រាន់ត្រូវបានអនុវត្តទៅក្រឡា galvanic ដែលបានពិចារណាពីខាងក្រៅ លើសពីអ៊ីរបស់វា។ ឃ.ស. ហើយមានទិសដៅផ្ទុយ នោះការរលួយនៃទឹកនឹងកើតឡើងជាមួយនឹងការបញ្ចេញអ៊ីដ្រូសែន និងអុកស៊ីសែន។ ដូច្នេះដំណើរការនៃការទទួលបានចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងកោសិកា galvanic និង electrolysis គឺផ្ទុយគ្នាទៅវិញទៅមក។

លក្ខណៈពិសេសនៃដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីនៅក្នុងកោសិកា galvanic គឺជាលទ្ធភាពដ៏សំខាន់តាមទ្រឹស្ដីនៃការអនុវត្តរបស់វាក្រោមលក្ខខណ្ឌជិតស្និទ្ធទៅនឹងការបញ្ច្រាស។ នេះត្រូវបានសម្រេចដោយវិធីសាស្រ្ត potentiometric ដែលក្នុងនោះ e. ឃ.ស. នៃកោសិកា galvanic ដែលបានសិក្សាគឺស្ទើរតែត្រូវបានផ្តល់សំណងទាំងស្រុង ដោយមានជំនួយពី em ដែលដឹកនាំផ្ទុយ។ ជាមួយ។ ប្រភពខាងក្រៅ។ បច្ចេកទេសនេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវាស់ emf ។ អវត្ដមាននៃចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វី i.e. នៅពេលដែលធាតុមិនដំណើរការ និង emf របស់វា។ អតិបរមា។ ការត្រួតពិនិត្យអវត្ដមាននៃចរន្តត្រូវបានអនុវត្តដោយ galvanometers (ឧបករណ៍គ្មាន) នៃភាពប្រែប្រួលខ្ពស់។ ពួកគេផ្តល់គម្លាតនៅក្នុងការឆ្លងកាត់នៃចរន្តជាមួយនឹងកម្លាំង 10-8 - 10-9 A. ចរន្តខ្សោយបែបនេះនៅពេលដែលឆ្លងកាត់អេឡិចត្រូលីតសូម្បីតែច្រើនឆ្នាំក៏ដោយក៏មិនអាចបញ្ចេញសារធាតុគួរឱ្យកត់សម្គាល់ណាមួយឡើយ។

អង្ករ។ IX.២. គ្រោងការណ៍វាស់វែង E.m.f វិធីសាស្រ្តសំណង។

ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃការវាស់វែង អ៊ី. ឃ.ស. ក្រឡា galvanic ដោយវិធីសាស្រ្តសំណងត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ IX.២. ចរន្តផ្ទាល់ពីថ្មជំនួយ WB ត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ទៅចុងនៃ reochord AB - ខ្សែដែលមានផ្នែកឆ្លងកាត់ថេរ។ ដូច្នេះការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងនៅតាមបណ្តោយ reochord គឺសមាមាត្រទៅនឹងប្រវែងនៃផ្នែកដែលត្រូវគ្នានៅលើបន្ទាត់ត្រង់ AB ។ ដោយមានជំនួយពីការផ្លាស់ប្តូរទំនាក់ទំនង C វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីជ្រើសរើសផ្នែកបំពាននៃការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងរវាងចំណុច A និង B. ពីរូបភព។ IX.2 វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាភាពតានតឹងដែលបានដកចេញពីផ្នែកណាមួយនៃ reochord ឧទាហរណ៍ AC ត្រូវបានដឹកនាំទៅ e ។ ឃ.ស. ធាតុ x ។

តាមរយៈការផ្លាស់ទីទំនាក់ទំនង C តាមបណ្តោយ rheochord ទីតាំងមួយត្រូវបានរកឃើញដែលសូន្យ-galvanometer G បង្ហាញពីអវត្តមាននៃចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វី AHGS ។ នេះមានន័យថាការធ្លាក់ចុះសក្តានុពលពី WB នៅលើផ្នែក AC ទូទាត់សងទាំងស្រុងសម្រាប់ e. ឃ.ស. ធាតុ x ។

ប្រសិនបើ អ៊ី d.s. ថ្មជំនួយ WB ស្មើនឹង EB បន្ទាប់មក អ៊ី។ d.s. ធាតុ X EX ត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្រ៖

EX/EB = AC/AB, whence EX = (AC/AB) EB ។

ដើម្បីក្រិតថ្មជំនួយមុនពេលការវាស់វែង EX ជំនួសឱ្យធាតុ X មួយទៀតត្រូវបានបើក e. d.s. ដែលត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងពិតប្រាកដ ឧទាហរណ៍ ធាតុ Weston ស្តង់ដារ។ ឧបករណ៍នៃធាតុនេះនឹងត្រូវបានពិពណ៌នាខាងក្រោម។

ចូរយើងនិយាយឡើងវិញថា អ៊ី. d.s. អតិបរិមា ចាប់តាំងពីក្នុងអំឡុងពេលវាស់មិនមានការធ្លាក់ចុះសក្តានុពលទាំងខាងក្រៅ និងខាងក្នុងធាតុ។ ការងារដែលធ្វើឡើងដោយធាតុដែលមានចរន្តធ្វេសប្រហែសក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបញ្ច្រាសនឹងមានអតិបរមា។

ចំណាប់អារម្មណ៍ទ្រឹស្តីនិងជាក់ស្តែងគឺកោសិកា galvanic ដែលមានអេឡិចត្រូតដែក។ ជាឧទាហរណ៍ សូមពិចារណាប្រតិកម្ម Znt + CuSO4aq ។ rr = ZnSO4 aq ។ ដំណោះស្រាយ + កាត់ ឬ Znt + Cu2 + = Zn + 2 + + កាត់ ដែលអាចធ្វើបានតាមពីរវិធី។ មួយក្នុងចំណោមពួកគេគឺមិនអាចត្រឡប់វិញបានទាំងស្រុង។ ចានស័ង្កសីមួយត្រូវបានដាក់ក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous នៃ sulphate ទង់ដែង ហើយទង់ដែងលោហធាតុត្រូវបានបញ្ចេញ ហើយស័ង្កសីរលាយ។ អេឡិចត្រុងចេញពីស័ង្កសីដោយផ្ទាល់ទៅទង់ដែង ហើយប្រតិកម្មកើតឡើងដោយគ្មានការងារធ្វើ ប៉ុន្តែត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញកំដៅប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងករណីនៃធាតុអ៊ីដ្រូសែន-អុកស៊ីហ្សែន លក្ខខណ្ឌអាចត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលអេឡិចត្រុងនឹងផ្លាស់ទីតាមខ្សែលោហៈ និងដំណើរការ។ នេះត្រូវបានសម្រេចនៅក្នុងកោសិកា galvanic ដែលអេឡិចត្រូតស័ង្កសីត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយ ZnSO4 និងអេឡិចត្រូតទង់ដែងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ CuSO4 ។

ដំណោះស្រាយត្រូវបានបំបែកចេញពីគ្នាទៅវិញទៅមកដោយភាគថាស porous (សេរ៉ាមិច) ដែលការពារការលាយបញ្ចូលគ្នារបស់ពួកគេ ប៉ុន្តែធានានូវការឆ្លងកាត់នៃចរន្តអគ្គិសនីដោយសារតែការសាយភាយនៃអ៊ីយ៉ុងតាមរន្ធញើស។ ធាតុបែបនេះនៅលើអេឡិចត្រូតដែលស្រទាប់អគ្គិសនីពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងត្រូវបានរចនាឡើងដោយអ្នកគីមីវិទ្យារុស្ស៊ី B.S. ចាកូប៊ី។

ទំហំ និងសញ្ញានៃបន្ទុកអគ្គីសនីក្នុងស្រទាប់ទ្វេត្រូវបានកំណត់ដោយការងារដកអេឡិចត្រុងចេញពីលោហៈ និងថាមពលជាតិទឹកនៃអ៊ីយ៉ុងរបស់វា។ លោហធាតុទាំងនោះនឹងងាយជ្រាបចូលទៅក្នុងសូលុយស្យុងដែលមានមុខងារការងារទាបជាងអេឡិចត្រុង និងថាមពលខ្ពស់នៃជាតិទឹកនៃអ៊ីយ៉ុង i.e. លោហធាតុមិនសូវថ្លៃថ្នូរ។ ដោយសារស័ង្កសីមិនសូវថ្លៃជាងទង់ដែង វានឹងត្រូវបានគិតថ្លៃអវិជ្ជមានជាងទង់ដែង។ ប្រសិនបើអ្នកភ្ជាប់អេឡិចត្រូតទាំងពីរជាមួយនឹងចំហាយលោហៈ នោះអេឡិចត្រុងនឹងផ្លាស់ទីពីស័ង្កសីទៅទង់ដែង។ ជាលទ្ធផល អ៊ីយ៉ុងស័ង្កសី Zn2+ មិនត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងស្រទាប់ទ្វេដោយការទាក់ទាញនៃអេឡិចត្រុងទេ ពួកវាឆ្លងចូលទៅក្នុងភាគច្រើននៃសូលុយស្យុង ហើយអេឡិចត្រុងដែលបានឆ្លងទៅអេឡិចត្រូតទង់ដែងបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុង Cu2+ ផ្ទេរពួកវាទៅស្ថានភាពលោហធាតុ។ .

ដូច្នេះក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការនៃធាតុនេះអេឡិចត្រូតស័ង្កសីត្រូវបានរំលាយហើយទង់ដែងត្រូវបានដាក់នៅលើអេឡិចត្រូតទង់ដែង។ ដើម្បីឱ្យធាតុដំណើរការសៀគ្វីត្រូវតែបិទ, i.e. ត្រូវតែមានទំនាក់ទំនងអគ្គិសនីរវាងដំណោះស្រាយ។ ការផ្ទេរចរន្តនៅខាងក្នុងធាតុត្រូវបានអនុវត្តដោយអ៊ីយ៉ុង។ នៅក្នុងធាតុការផ្លាស់ប្តូរនៃអេឡិចត្រុងពីស័ង្កសីទៅទង់ដែងកើតឡើងមិនស្ថិតនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការទំនាក់ទំនងដោយផ្ទាល់នៃលោហធាតុទាំងនេះទេប៉ុន្តែដោយមានជំនួយពី conductor មួយ។ ប្រតិកម្ម​រួម​ក្នុង​ក្រឡា​មាន​ដំណើរការ​អេឡិចត្រូត​ដែល​បំបែក​ជា​លក្ខណៈ​លំហ​ពីរ។

ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកា galvanic គឺ redox ។ ក្នុងករណីដែលកំពុងពិចារណា ស័ង្កសីត្រូវបានកត់សុី ដែលបាត់បង់អេឡិចត្រុង ហើយទង់ដែងត្រូវបានកាត់បន្ថយ ដោយទទួលបានអេឡិចត្រុង។ ជាទូទៅប្រតិកម្ម redox ណាមួយអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីដោយប្រើកោសិកា galvanic ។ ដូចដែលបានរៀបរាប់រួច ប្រតិកម្មបែបនេះអាចជាការឆេះនៃឥន្ធនៈគ្រប់ប្រភេទ។

នៅពេលកត់ត្រាកោសិកា galvanic តាមគ្រោងការណ៍ ព្រំដែនរវាងដំណាក់កាលត្រូវបានសម្គាល់ដោយបន្ទាត់បញ្ឈរ។ បានផ្តល់ថាមិនមានភាពខុសគ្នាសក្តានុពលនៅព្រំដែននៃវត្ថុរាវពីរ (ក្នុងករណីនេះដំណោះស្រាយនៃ ZnSO4 និង CuSO4) វាត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយបន្ទាត់បញ្ឈរពីរ។ គ្រោងការណ៍នៃធាតុដែលបានពិចារណាមានទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ

Zn? ZnSO4? CuSO4? គ។

វាជាទម្លាប់ក្នុងការសរសេរសៀគ្វីបែបនេះតាមរបៀបដែលអេឡិចត្រូតខាងឆ្វេងគឺអវិជ្ជមាន (អេឡិចត្រុងហូរតាមខ្សែលោហៈពីឆ្វេងទៅស្តាំ ហើយអគ្គិសនីវិជ្ជមាននៅខាងក្នុងធាតុត្រូវបានអនុវត្តដោយអ៊ីយ៉ុងក្នុងទិសដៅដូចគ្នា) ។ កំណត់ត្រាបែបនេះត្រូវគ្នាទៅនឹងវគ្គនៃប្រតិកម្មដែលអមដោយការថយចុះនៃថាមពល Gibbs និងតម្លៃវិជ្ជមាននៃអ៊ី។ d.s.

កោសិកា Galvanic អាចត្រូវបានបង្កើតឡើងមិនត្រឹមតែជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់ដំណោះស្រាយ aqueous នៃអេឡិចត្រូលីតប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់នៃការរលាយផងដែរ។ ឧទាហរណ៍នៃធាតុបែបនេះគឺខ្សែសង្វាក់ Ag? AgBr? Br2 ដែលអេឡិចត្រូតខាងឆ្វេងគឺជាប្រាក់ ហើយផ្នែកខាងស្តាំគឺក្រាហ្វិចត្រូវបានងូតទឹកដោយឧស្ម័ន bromine ហើយអេឡិចត្រូតគឺរលាយ AgBr ។ ប្រាក់រលាយនៅលើអេឡិចត្រូតខាងឆ្វេង៖ Agt> Ag+ + e ហើយនៅអេឡិចត្រូតខាងស្តាំ ប្រូមីនស្រូបយកដោយក្រាហ្វតៈ 1/2Br2g + e = Br-។ ដូច្នេះប្រតិកម្មកើតឡើងនៅក្នុងធាតុ: Agt + 1/2Br2g = AgBrzh ។

ថ្មីៗនេះ កោសិកា galvanic ដែលមានអេឡិចត្រូលីតរឹងដែលមានចរន្តអុកស៊ីសែន បានទទួលនូវសារៈសំខាន់ដ៏អស្ចារ្យ (សូមមើលជំពូកទី VIII) ឧទាហរណ៍។

អេឡិចត្រូតខាងឆ្វេងគឺជាល្បាយនៃជាតិដែកនិងអុកស៊ីដរបស់វា។ នៅទីនេះ ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃជាតិដែកកើតឡើងជាមួយនឹង O2- ions ចូលមកតាមរយៈអេឡិចត្រូលីតរឹង។ ក្នុងករណីនេះអេឡិចត្រុងត្រូវបានបញ្ចេញហើយអេឡិចត្រូតទទួលបានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ នៅលើអេឡិចត្រូតខាងស្តាំដែលមានល្បាយនៃ Mo និង MoO3 អុកស៊ីដត្រូវបានកាត់បន្ថយ។ នេះត្រូវបានអមដោយការស្រូបយកអេឡិចត្រុងតាមរបៀបដែលអេឡិចត្រូតក្លាយជាបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយអ៊ីយ៉ុង O2 ដែលបញ្ចេញអាចធ្វើចំណាកស្រុកតាមរយៈអេឡិចត្រូតទៅអេឡិចត្រូតខាងឆ្វេង។ ប្រតិកម្មនៅអេឡិចត្រូតត្រូវបានតំណាងដោយសមីការខាងក្រោម 3Fet + 3O2- = 3FeOt + 6e; នៅលើអេឡិចត្រូតខាងស្តាំ: MoO3m + 6e = Mot + 3O2- ។

ចំណាំថាផលបូកនៃប្រតិកម្មទាំងពីរនេះ 3Fet + MoOt = 3FeOt + MoOt គឺជាដំណើរការនៃការកាត់បន្ថយអុកស៊ីដ molybdenum ជាមួយនឹងជាតិដែក ការកើតឡើងដោយឯកឯងដែលជាប្រភពនៃថាមពលអគ្គិសនីដែលផលិតដោយធាតុ។

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីឧទាហរណ៍ដែលបានពិចារណាថាប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកា galvanic អាចត្រូវបានតំណាងថាជាប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតដាច់ដោយឡែកពីរ។

វាអាចត្រូវបានសន្មត់ថា e. ឃ.ស. កោសិកា galvanic គួរតែអាស្រ័យលើធម្មជាតិនៃ reactants កំហាប់ និងសីតុណ្ហភាពរបស់វា។ ដើម្បីស្វែងរកកន្សោមសម្រាប់ភាពអាស្រ័យទាំងនេះ វាចាំបាច់ក្នុងការពិចារណាពីទំនាក់ទំនងនៃទែរម៉ូឌីណាមិកដែលកំណត់លក្ខណៈប្រតិបត្តិការនៃកោសិកា galvanic ។

អនុញ្ញាតឱ្យប្រតិកម្មខាងក្រោមកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកា galvanic: M + Nn + = Mn + ។ ការងារដែលធ្វើដោយធាតុនៅការប្រើប្រាស់ 1 ម៉ូលេគុល M ត្រូវបានកំណត់ដោយផលិតផលនៃបរិមាណអគ្គិសនី nF ដោយតម្លៃ e ។ ឃ.ស. E, i.e. W = nFE ដែល n ជាចំនួនម៉ូលនៃអេឡិចត្រុងដែលហូរតាមសៀគ្វី។ F - លេខ Faraday ស្មើនឹង 96493 C ។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ប្រតិកម្ម Zn + Cu2 + = Zn2 + + Cu, n = 2. ប្រសិនបើធាតុដំណើរការបញ្ច្រាសនៅសម្ពាធនិងសីតុណ្ហភាពថេរនោះការងារដែលធ្វើដោយវាគឺស្មើនឹងការបាត់បង់ថាមពល Gibbs ពោលគឺឧ។ DG = W៖

DG = -nFE = -96493E ។ (IX.1)

ប្រសិនបើធាតុដំណើរការមិនអាចត្រឡប់វិញបាន នោះ nFE< -ДG, т.е. э.д.с. меньше, чем при обратимом проведении реакции. Выражая E в В, получаем величину ДG в Дж.

ដូច្នេះប្រសិនបើសមីការ stoichiometric នៃប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកា galvanic និងទិន្នន័យតារាងស្តីពីការផ្លាស់ប្តូរថាមពល Gibbs ត្រូវបានគេដឹងនោះ អ៊ីអាចត្រូវបានគណនា។ ឃ.ស.

ដូច្នេះសម្រាប់ធាតុអ៊ីដ្រូសែន-អុកស៊ីហ្សែនដែលបានពិចារណាខាងលើដែលដំណើរការដោយសារតែថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម H2g + 1/2O2g = H2Ol ដែល DG 0

298 = -237200 J, n = 2, рH2 = рO2 = 1 ។

/n 96493 = -(-237200/2) 96493 ?? ១.២ វ.

សមីការ IX.1 បង្កប់ន័យថាការវាស់វែង e. ឃ.ស. កោសិកា galvanic អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស្វែងរកការផ្លាស់ប្តូរថាមពល Gibbs នៃប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងវា។ ដូច្នេះវិធីសាស្រ្ត e. ឃ.ស. ប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃទែរម៉ូឌីណាមិកនៃសារធាតុ។

នៅក្នុងឧទាហរណ៍ខាងលើវិធីសាស្ត្រនេះធ្វើឱ្យវាអាចរកឃើញ DG នៃប្រតិកម្មកាត់បន្ថយនៃ MoO3 ជាមួយនឹងជាតិដែក។ ដោយដឹងពីការផ្លាស់ប្តូរស្តង់ដារនៃថាមពល Gibbs កំឡុងពេលបង្កើត FeO (DG 0 f FeO) ពីតម្លៃដែលបានរកឃើញនៃ DG យើងអាចរកឃើញថាមពល Gibbs នៃការបង្កើត MoO3 ពីសមីការ៖

អ៊ី ឃ.ស. ពីសីតុណ្ហភាព។ ដោយសារថាមពល Gibbs គឺជាមុខងារនៃសីតុណ្ហភាព បន្ទាប់មក e. ឃ.ស. ក្រឡា galvanic ក៏គួរតែអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។

ដើម្បីស្វែងរកភាពអាស្រ័យនេះ យើងប្រើសមីការ Gibbs-Helmholtz: ДG = ДH + T(?ДG/?T)p ជំនួសកន្សោម ДG ចូលទៅក្នុងវាតាមរយៈ e. ឃ.ស. ក្នុងករណីនេះយើងទទួលបាន -nEF = ДH - TnF(dE/dT) ឬ

DH = nF, (IX.2)

DH = W - TnF(dE/dT) ។ (IX.3)

ចូរយើងស្រមៃជាមុនថាកោសិកា galvanic ដែលដាក់ក្នុង calorimeter ត្រូវបានកាត់ខ្លី។ ក្នុងករណីនេះថាមពលអគ្គិសនីដែលផលិតដោយវានឹងប្រែទៅជាកំដៅទាំងស្រុងដែលបរិមាណស្មើនឹង enthalpy នៃប្រតិកម្ម DH ហើយដូច្នេះការងារនឹងស្មើនឹងសូន្យ។

ឥឡូវនេះអនុញ្ញាតឱ្យប្រតិកម្មនៅក្នុងធាតុត្រូវបានអនុវត្តបញ្ច្រាសឧទាហរណ៍ខ្សភ្លើងពីអេឡិចត្រូតត្រូវបានយកចេញពី calorimeter ភ្ជាប់ទៅនឹងម៉ូទ័រហើយចរន្តអគ្គិសនីដំណើរការ។ បន្ទាប់មកផ្នែកមួយនៃថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មនឹងប្រែទៅជាការងារអគ្គិសនី W ហើយផ្នែកផ្សេងទៀត Q នឹងនៅតែមាននៅក្នុងទម្រង់នៃកំដៅហើយនឹងត្រូវបានវាស់នៅក្នុង calorimeter ។ យោងតាមច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូឌីណាមិក

DH = W - Q (IX.4)

ការប្រៀបធៀបសមីការ (IX.3) និង (IX.4) បង្ហាញថា

Q = TnF(dE/dT)។ (IX.5)

ជាក់ស្តែង កាន់តែខិតទៅជិតដំណើរនៃប្រតិកម្មនៅក្នុងកោសិកា galvanic ទៅនឹងលក្ខខណ្ឌនៃភាពអាចត្រឡប់វិញបាន ផ្នែកធំនៃ DG ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាការងារ។ បរិមាណ Q ដែលកំណត់លក្ខណៈថាមពលដែលបានកំណត់ កំណត់បរិមាណនៃកំដៅដែលជៀសមិនរួចបញ្ចេញ (ឬស្រូបយក) នៅពេលដែលធាតុដំណើរការបញ្ច្រាស់។ ចាប់តាំងពី (?DG /?T)p \u003d -DS និង (?DG /?T)p \u003d -pF (dE / dT) បន្ទាប់មក

DS = nF(dE/dT), (IX.6)

ហើយជាលទ្ធផលការវាស់វែងនៃភាពអាស្រ័យសីតុណ្ហភាពនៃអ៊ី។ d.s. អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកគណនាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង entropy កំឡុងពេលប្រតិកម្មកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកា galvanic ។ វាគួរតែត្រូវបានសង្កត់ធ្ងន់ថាកោសិកា galvanic អាចដំណើរការបានទាំងការបញ្ចេញនិងការស្រូបយកកំដៅ។ ក្នុងករណីចុងក្រោយវាបំលែងកំដៅនៃបរិស្ថានទៅជាការងារ។ នេះមិនផ្ទុយនឹងច្បាប់ទី 2 នៃទែរម៉ូឌីណាមិកទេ ចាប់តាំងពីដំណើរការនៅក្នុងកោសិកា galvanic មិនបន្ត និងបញ្ឈប់នៅពេលដែលសម្ភារៈអេឡិចត្រូតត្រូវបានប្រើប្រាស់។

សញ្ញានិងទំហំនៃ Q កំណត់ភាពអាស្រ័យសីតុណ្ហភាពនៃអ៊ី។ d.s. ប្រសិនបើកំដៅត្រូវបានបង្កើតកំឡុងពេលប្រតិបត្តិការនៃធាតុនោះ i.e. សំណួរ< 0, то температурный коэффициент э. д. с. dE/dT < 0. Это наиболее часто встречающийся случай, так как большинство элементов работает с выделением тепла. Наоборот, при Q >0 អ៊ី d.s. លូតលាស់ជាមួយសីតុណ្ហភាព។

សម្រាប់កោសិកា galvanic បម្រើជាស្តង់ដារក្នុងអំឡុងពេលវាស់អគ្គិសនីប្រតិកម្មបែបនេះត្រូវបានជ្រើសរើសដែលក្នុងនោះ Q គឺតូចណាស់ហើយ dE / dT គឺនៅជិតសូន្យ។ ដូច្នេះ ការពឹងផ្អែក d.s. នៅលើសីតុណ្ហភាពនៃធាតុ Weston ស្តង់ដារដែលប្រើជាទូទៅត្រូវបានបង្ហាញដោយសមីការ:

អ៊ី = 1.0183 - 0.0000406 (t - 20) V ។

វាត្រូវបានផ្សំឡើងតាមគ្រោងការណ៍៖ ស៊ីឌី ? CdSO4? ? Hg2SO4? Hg ហើយប្រតិកម្ម Cdt + 2Hg + = Cd2+ + 2Hgl1 កើតឡើងនៅក្នុងវា។

ជាឧទាហរណ៍នៃការអនុវត្តសមីការ (IX.4) និង (IX.5) យើងគណនាតម្លៃនៃ dE/dT សម្រាប់ធាតុដែលប្រតិកម្ម Znt + 2AgCl = ZnCl2 + 2Agt កើតឡើង

DH = 217760 J និង E = 1.015 V នៅ 0°C ដូច្នេះហើយ

Q \u003d -DH \u003d 217760 - 2 96493 1.015 \u003d 21880 J.

dE/dT = -218807(273 2 96493) ?? - 4 10-4 W/C ។

ឧទាហរណ៍នៃធាតុដែលមានមេគុណសីតុណ្ហភាពវិជ្ជមានគឺ Hg ? Hg2Cl2, KCl? KOH? Hg2O? Hg ដែលក្នុងនោះប្រតិកម្ម Hg2Cl2 + 2KOH = 2KCl + Hg2O + H2O កើតឡើង។

អេឡិចត្រូតខាងឆ្វេងនៃធាតុនេះត្រូវបានគេហៅថាអេឡិចត្រូត calomel ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ក្នុងការវាស់វែងអេឡិចត្រូត។ វាមានបារតរាវដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយ calomel រឹង Hg2Cl2 និងដំណោះស្រាយ aqueous នៃអេឡិចត្រូលីតខ្លាំងមួយចំនួនដូចជា KS1 ។ ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងធាតុដែលកំពុងពិចារណាគឺ endothermic, DH = 13720 J, និង W = 31570 J. ដូច្នេះ Q = 13720 + 31570 = 45240 J, i.e. ធាតុស្រូបយកកំដៅស្មើនឹង 45240 J ពីបរិស្ថាន។ ផ្នែកនៃកំដៅនេះស្មើនឹង 31570 J ទៅផលិតកម្មការងារ។

អ៊ី d.s. នៅលើកំហាប់នៃអេឡិចត្រូលីតដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មអាចជា: បានរកឃើញដោយប្រើសមីការនៃ isotherm នៃប្រតិកម្មគីមីមួយ។

អនុញ្ញាតឱ្យប្រតិកម្ម A + B = 2D ដំណើរការក្នុងកោសិកា galvanic ខណៈពេលដែល DG = RTlnK + RTln (c 2 D/cAcB) ។ ការជំនួសតម្លៃ - nEF ជំនួសឱ្យ ДG ហើយបែងចែកផ្នែកទាំងពីរនៃសមីការដោយ -пF យើងទទួលបាន E = RTln(K/nF) - . ឬកំណត់តម្លៃនៃ RTlnK/nF ដែលអាស្រ័យតែលើសីតុណ្ហភាព តាមរយៈ E0 យើងនឹងមានៈ

E = E0 - (RT/nF. (IX.7.)

តម្លៃនៃ E0 ត្រូវបានគេហៅថាស្តង់ដារ e ។ d.s. ធាតុ។ វាកំណត់លក្ខណៈជាធាតុមួយដែលកំហាប់នៃសារធាតុទាំងអស់ដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មគឺស្មើនឹងការរួបរួម ហើយការផ្លាស់ប្តូរថាមពល Gibbs គឺស្មើនឹង DG0 ស្តង់ដារ។ ការជំនួសលោការីតធម្មជាតិជាមួយនឹងលោការីតទសភាគក្នុងសមីការ (IX.7) យើងទទួលបានសីតុណ្ហភាព 25°C។

ជាក់ស្តែង សម្រាប់អេឡិចត្រូលីត មនុស្សម្នាក់មិនអាចប្រើការប្រមូលផ្តុំវិភាគនៃសារធាតុដែលត្រូវគ្នានោះទេ ប៉ុន្តែចាំបាច់ត្រូវគិតគូរពីការបំបែក និងអន្តរកម្មនៃអ៊ីយ៉ុង។ ក្នុងន័យនេះបញ្ហាកើតឡើងនៃការកំណត់សកម្មភាពរបស់អេឡិចត្រូលីត។

៩.១. សក្តានុពល REDOX (ORP)៖ អត្ថន័យនៃទែម៉ូឌីណាមិក លក្ខណៈសម្បត្តិ។ ORP ស្តង់ដារ និងផ្លូវការ

៩.១.១. អត្ថន័យនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ តារាង ORP ស្តង់ដារ

ORP ត្រូវបានកំណត់ថាជាការងារអគ្គិសនីនៃការផ្ទេរអេឡិចត្រុងនៅក្នុងដំណើរការនៃអន្តរកម្ម redox ។ នៅលំនឹង វាស្មើនឹងការងារគីមីអតិបរមាដែលបានអនុវត្តកំឡុងពេលអន្តរកម្មនេះ ដែលវាស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរថាមពល Gibbs D

ORP អាចត្រូវបានវាស់តាមវិធីផ្សេងៗគ្នា - potentiometric, colorimetric, voltammetric, polarographic ។ វិធីសាស្រ្ត potentiometric ទូទៅបំផុតដែលនឹងត្រូវបានពិពណ៌នាខាងក្រោមស្របតាមការផ្តោតអារម្មណ៍នៃសៀវភៅនេះ។ នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃវិធីសាស្រ្តនេះ យើងទទួលបានកន្សោមសម្រាប់ការវាយតម្លៃបរិមាណនៃ ORP ។

ដើម្បីធ្វើដូច្នេះបាន វាចាំបាច់ក្នុងការសាងសង់កោសិកា galvanic នៅលើអេឡិចត្រូតដែលលំនឹងមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង oxenvironment នៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលជាមួយនឹងការចូលរួមនៃសារធាតុដែលសមត្ថភាពក្នុងការកត់សុី និងកាត់បន្ថយដែលយើងចង់កំណត់លក្ខណៈ។ យើងបន្តតាមរបៀបដូចគ្នានឹងជំពូក។ 3 នៅពេលពិចារណាអន្តរកម្ម oxmedia នៃប្រព័ន្ធពីរ 1 និង 2 យោងតាមប្រតិកម្ម (3.2)

ឆ្លងកាត់អេឡិចត្រូតនៃកោសិកា galvanic (លើសពីនេះទៅទៀតនៅក្នុង Ch. 3 Ox, = A, Red, = B, Red, = L, Ox, = M) ។

(សក្តានុពល Galvani នៅព្រំដែនដំណាក់កាលត្រូវបានបង្ហាញ) ។

EMF នៃកោសិកាដែលប្រតិកម្ម (9.1) កើតឡើង៖

អនុញ្ញាតឱ្យប្រព័ន្ធ (2) ជាអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ (SHE) ។ បន្ទាប់មកក្រឡា (9-1) នឹងត្រូវបានសរសេរ

ឧ. អូ 2 \u003d H +, Rcd 2 \u003d H 2 ។

ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកាមានដូចខាងក្រោម៖

នៅ R 7'= const ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងថាមពល Gibbs ដែលបណ្តាលមកពីការអនុម័តបញ្ច្រាសនៃប្រតិកម្មនេះគឺ

ដោយសារតែ "n+ និង R ន= 1. សម្រាប់ការរត់មួយនៃប្រតិកម្ម, ដែលជាកន្លែងដែល nFអគ្គិសនី Cl យោងតាម ​​(3.1) e.m.f. កោសិកា (9-11)

កន្លែងណា

រូបមន្តដូចគ្នានេះត្រូវបានគេទទួលបាននៅក្នុងជំពូក។ 3 សម្រាប់សក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូត oxend នៃប្រភេទសូន្យ:

នេះគឺជារង្វាស់បរិមាណនៃអ្វីដែលយើងហៅថាសក្តានុពល redox ឬ ORP (សក្តានុពលកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្ម) ។

មុននឹងបន្តការបង្ហាញពីសម្ភារៈ ចាំបាច់ត្រូវនិយាយពាក្យពីរបីអំពីពាក្យខ្លួនឯង។ សៀវភៅសិក្សាចាស់ៗភាគច្រើនបានប្រើពាក្យថា "សក្តានុពលកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្ម" ឬ redox ឬសក្តានុពល oxred ហើយរហូតដល់ឆ្នាំ 1953 មាន 2 មាត្រដ្ឋាននៃសក្តានុពលបែបនេះ - អាមេរិចដែលខ្លាំងជាង។ សមត្ថភាពស្តារឡើងវិញរូបរាងក្រហមនៃប្រព័ន្ធ សក្តានុពលវិជ្ជមាន និងកាន់តែខ្លាំង សមត្ថភាពអុកស៊ីតកម្មទម្រង់ Ox កាន់តែអវិជ្ជមាន (Li / Li + +3 V; 2СГ / СЬ -1.36 V ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធអ៊ឺរ៉ុប - ផ្ទុយទៅវិញ។ ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 1953 ប្រព័ន្ធអ៊ឺរ៉ុបត្រូវបានអនុម័តនៅគ្រប់ទីកន្លែង។

សាលា B.P. Nikolsky បានលើកកំពស់ពាក្យ "សក្តានុពលអុកស៊ីតកម្ម"ជំនួសឱ្យ "redox" ដោយហេតុផលថានៅក្រោមប្រព័ន្ធអឺរ៉ុបនៃសញ្ញាគឺខ្ពស់ជាង សមត្ថភាពអុកស៊ីតកម្មប្រព័ន្ធនៅក្នុងដំណោះស្រាយកាន់តែខ្ពស់ (វិជ្ជមាន) សក្តានុពល (សូមមើលសៀវភៅសិក្សា BPN សៀវភៅ NPYa និង ShPP) ។

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីអនុសាសន៍របស់ IUPAC ដែលប្រព័ន្ធយោង H "/H 2 ត្រូវបានណែនាំទៅក្នុងការកំណត់លក្ខណៈនៃសមត្ថភាព redox នៃប្រព័ន្ធ និងសមត្ថភាពរបស់វា ស្តារប្រព័ន្ធមួយផ្សេងទៀត។ ដូច្នេះសក្តានុពលគួរតែត្រូវបានគេហៅថា "ស្តារ"ដែលត្រូវបានធ្វើនៅក្នុងសៀវភៅសិក្សាដ៏ល្បីនៃគីមីវិទ្យាទូទៅ និងអសរីរាង្គដោយ A.B. Nikolsky និង A.V. Suvorov នេះបើយោងតាមនិស្សិតនៃសាកលវិទ្យាល័យ St. Petersburg State សិក្សា។ ទន្ទឹមនឹងនេះពាក្យ "redox" នៅតែបន្តត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយព្រោះយោងទៅតាមអ្នកនិពន្ធជាច្រើនដែលយើងចែករំលែកពាក្យនេះឆ្លុះបញ្ចាំងពីភាគីទាំងពីរនៃអន្តរកម្ម។

សម្រាប់អេឡិចត្រូតនៃប្រភេទផ្សេងទៀត សកម្មភាពដែលនៅទីបំផុតកាត់បន្ថយទៅជាប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម ដោយមិនគិតពីថាតើទម្រង់ Ox និង Red ស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលដូចគ្នា ឬខុសគ្នានោះទេ រូបមន្ត (9.6) ថែមទាំងត្រូវបានធ្វើឱ្យសាមញ្ញទៀតផង។ ប្រសិនបើនៅក្នុងអេឡិចត្រូតបែបនេះ ទម្រង់ក្រហម ឬអុក គឺជាដំណាក់កាលរឹង រាវ ឬឧស្ម័ន សមាសធាតុតែមួយ សកម្មភាពអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងពួកវាត្រូវបានយកស្មើនឹង 1 ហើយរូបមន្តសម្រាប់ ORP ទទួលបានទម្រង់ (9.6 a, ខ) ។

តារាងនិងនៅលើ 9.1

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារសម្រាប់ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល redox មួយចំនួន

នៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋាន aqueous នៅ 25 ° C និងសម្ពាធ 1 atm

(http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_(data_page))

	ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល			ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល
	ស អ៊ី ~ -ស			Cu 2 0 + H 2 0 + 2e= 2Cu + 20H
	3N2+ 2e ~+ 2H + \u003d 2HN ៣			អាក+ អ៊ី= Ag + I
	ឡា (OH) 3 (s) + Ze \u003d La (s) + ZONE
	A1 (OH) 3 + Ze \u003d A1 + ZON			ហ" + អ៊ី= 1/2H,
	A1F 6 3 - + ហ្សេ^= A1 + 6F"			T1 2 0 3 + 3H.0 + 4e-= 2TG + 60 ហ
				AgBr(s) + e = Ag(s) + Br
	Zr0 2 (s) + 41-G + 4e=Zr(s) + 2H,0			AgCl+ អ៊ី ~= Ag + Cl
	Zn0 2 "+ 2Н,0 + ទី 2= Zn + 40N			3- + អ៊ី- = 4 "
	Zn(OH) 3 "+ 2e= Zn(s) + 4OH			0 2 + 2H,0 + 4e= 40 ហ
	Fe(C 5 H 5) ២ + អ៊ី" = Fe(C 5 H 5) ២			Cu + + អ៊ី ~= គ
	2H20+ 2 អ៊ី ~\u003d H 2 + 20 H "			ខ្ញុំ 3 - + 2 អ៊ី ~= ZG
	Cr 3+ + e = Cr +			l 2 (s) + 2e~= 21
	អឺ ៣+ + អ៊ី =សហភាពអឺរ៉ុប 2+			PtCl 2 '+ 2e-= Pt+4CI

តារាង 9.1 (ការបន្ត)

	ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល			ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល
	Fe' + + អ៊ី ~ = Fe2+			HC10 2 (aq) + 2H " + 2e \u003d HClO (aq) + H 2 0
	AgF+ អ៊ី ~= Ag + F~			MNO; + 4H + + 3e" = MnO,(s) + 2H_,0
	MnO“ + H + +” = HMnO”			Ce4+ +e~=ស៊ី 3+
	Mn0 2 (s) + 4H + + អ៊ី = Mn3+ + 2H.0			PbO, + SO 2 "+4H + + 2e= PbS0 4 + 2H.0
	Cu 2+ + 2CN" + អ៊ី =			ខាងត្បូង + 2e+ 6H + = Bi 2+ + 3H.0
	I0 3 - + 5 H + + ៤ អ៊ី ~= HIO(aq) + 2H,0			H 2 0 2 (aq) + 2 H + + 2e= 2 H 2 0
	ClOj + 2H'+e" = C10, (g) + H 2 0			Co 3+ + 2e" = ខូ +
	0,+4H++ 4e~= 2H30
	MnO,(s) + 4 H + + 2 e = Mn 2+ + 2H,0			ស.០ ២” + 2e= 2S02"
	Tl 3+ +2e= Tl +			0,(g) + 2H* + 2e= 0 2 (g) + H 2 0
	Pb0 2 (s)+ 4H + 2e= Pb 2 − + 2H,0			HMn0 4 + 3H + + 2e-= Mn0 2(s) + 2H.0
	Mn0 4 + 8H + + 5e~= Mn 2+ + 4H 2 0			F2+2H+ +2e~= 2HF
	HO", + H + + e H, 0, (aq)			XeF+e=Xe+F"
	2HC10(aq) + 2H + + 2e = Cl 2 (g) + 2H.0

នៅ យល់ព្រម = 1 និង % ed = 1 ^ Ox/Red = ^ Ox/Red

ORP តម្លៃស្តង់ដារ ORP ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង 9.1 ដែលយើងនឹងយោងម្តងហើយម្តងទៀត។ តារាងស្រដៀងគ្នានេះបានបង្ហាញរួចហើយនៅក្នុងជំពូក។ 3, ផ្ទាំង។ ៣.២. ទីតាំងនៃប្រព័ន្ធនៅក្នុងតារាងបង្ហាញពីសមត្ថភាព redox របស់វា។ ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលនៅក្នុងតារាង។ 9.1 ត្រូវបានសរសេរតាមគោលការណ៍ Ox + Red ។ តម្លៃវិជ្ជមាន? ox/Red មានន័យថាប្រតិកម្មនេះ (កាត់បន្ថយ) ដំណើរការដោយឯកឯងពីឆ្វេងទៅស្តាំក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារ អវិជ្ជមានមានន័យថាផ្ទុយមកវិញ។ ទម្រង់ Ox ខ្លាំងជាងជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម។

ផ្ទាំង។ 9.1 មានប្រព័ន្ធ OM អសរីរាង្គជាចម្បង ដែលក្នុងនោះមានការផ្លាស់ប្តូរកម្រិតនៃការកត់សុីនៃធាតុមួយចំនួនដែលបង្កើតជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម ឬភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយ។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះអាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ផ្សេងៗគ្នា៖ អង្គធាតុរាវ/ឧស្ម័ន ឬប្រភេទរាវ/រឹង ដែលមានលក្ខណៈដូចគ្នា និងដូចគ្នា និងមាន និងមិនមានផ្ទុកអ៊ីយ៉ុង H,0 និងអ៊ីយ៉ុងមិនស្មុគស្មាញក្នុងទម្រង់មួយ ឬទាំងពីរ។ អុកស៊ីហ្សែនក្នុងទម្រង់មួយ ឬទាំងពីរ។ល។ ក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតគឺអាចបញ្ច្រាស់បាន ប្រព័ន្ធដូចគ្នានៃប្រភេទមួយ ឬប្រភេទផ្សេងទៀតអាចបង្កើតជាអេឡិចត្រូតនៃប្រភេទសូន្យ (ឧទាហរណ៍ Fe 3+ / Fe 2+ ។ CN) ^ +; តំណពូជ - អេឡិចត្រូតនៃប្រភេទទី 1 ទី 2 និងទី 3 (ឧទាហរណ៍ Me + / Me (s); SG, AgCl (s) / Ag (s); Ca 2+, CaC 2 0 4 (s), PbC 2 0 4 ។

ហើយចុងក្រោយ។ ដើម្បីបញ្ជាក់ពីការភ្ជាប់នៃ ORP ទៅនឹងមាត្រដ្ឋាន r.e. សញ្ញាណត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់នៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍សម្រាប់វា អេឬ អ៊ី ន.នៅក្នុងអ្វីដែលខាងក្រោមយើងនឹងសម្គាល់

EMF ស្ដង់ដារនៃគូមួយចំនួននៃធាតុពាក់កណ្តាលអាចត្រូវបានគណនាដោយមិនចាំបាច់ងាកទៅរកការវាស់វែងសក្តានុពល តាមរយៈការកំណត់សមីការ EMF (9.12) ដោយប្រើថាមពល Gibbs នៃការបង្កើតអ្នកចូលរួមប្រតិកម្មនៅក្នុងកោសិកា ប្រសិនបើពួកគេត្រូវបានគេស្គាល់៖

លើសពីនេះទៀតមានវិធីសាស្រ្តនៃការគណនាដែលក្នុងករណីជាច្រើនគឺសាមញ្ញជាងដោយផ្ទាល់ជាងហើយជួនកាលត្រឹមត្រូវជាង។ ចំពោះបញ្ហានេះ សក្ដានុពលនៃអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មកាត់បន្ថយនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុក aqueous ដែលត្រូវបានចេញផ្សាយនៅក្នុងតារាងនៃបរិមាណរូបវិទ្យា បម្រើ។

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មកាត់បន្ថយគឺជា EMF ស្តង់ដារនៃធាតុដែលផ្សំឡើងដោយអេឡិចត្រូតដែលបានផ្តល់ឱ្យ និងអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែន ហើយប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលនៅលើអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានចាត់ទុកថាជាការកត់សុីនៃអ៊ីដ្រូសែន។ នោះគឺនៅក្នុងដ្យាក្រាមកោសិកាដែលត្រូវគ្នា អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនគឺនៅខាងឆ្វេងយ៉ាងណាក៏ដោយ ដូច្នេះសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារសំដៅទៅលើប្រតិកម្មកាត់បន្ថយអ៊ីដ្រូសែន។ តើគាត់បានសម្គាល់ទេ? e ដូចជា EMF ស្តង់ដារ។ វាមិនគួរត្រូវបានយល់ថាជាសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃស្ថានីយ អេឡិចត្រូត ឬផ្នែកណាមួយផ្សេងទៀតក្នុងការសាងសង់ធាតុនោះទេ ទោះបីជាពាក្យនេះត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដូចជាវាក៏ដោយ។

ឧទាហរណ៍ emf ស្តង់ដារនៃក្រឡា Harned

ពិចារណានៅក្នុងផ្នែកមុនគឺជាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្ម:

នៅក្នុងតារាងតម្លៃរបស់វាត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញសម្រាប់ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល AgCl (t) + + e " = A? (t) + SG (a) ដែលគួរតែត្រូវបានយល់ថាជាកំណត់ត្រាតាមលក្ខខណ្ឌនៃប្រតិកម្មកាត់បន្ថយពេញលេញនៃប្រាក់ (+ 1) ជាមួយអ៊ីដ្រូសែន H 2 ។

ដូចជាមុខងារទែម៉ូឌីណាមិកស្តង់ដារណាមួយ សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារអាស្រ័យតែលើសីតុណ្ហភាព និងជម្រើសនៃស្ថានភាពស្តង់ដារប៉ុណ្ណោះ។

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនគឺជា EMF ស្តង់ដារនៃធាតុ RDT)|H 2 (g)|N + (th)|H 2 (g)|RDt) ។ វាគឺសូន្យនៅសីតុណ្ហភាពណាមួយ។

ចាប់តាំងពីតម្លៃនៃ EMF ស្តង់ដារគឺទាក់ទងទៅនឹងថាមពល Gibbs ស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មដោយសមីការ (9.20) ពួកគេមានលក្ខណៈសម្បត្តិបន្ថែមស្រដៀងគ្នាទៅនឹងទ្រព្យសម្បត្តិនេះសម្រាប់តម្លៃនៃ DS e ។ នេះអាចត្រូវបានគេមើលឃើញជាឧទាហរណ៍។ ចូរនិយាយអំពីក្រឡា galvanic

ប្រតិកម្មសរុបនៃធាតុនេះគឺ៖

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃកោសិកាពាក់កណ្តាលខាងឆ្វេងក្នុង (9.21) គឺស្មើនឹង EMF ស្តង់ដារនៃធាតុ។

ជាមួយនឹងប្រតិកម្ម

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃកោសិកាពាក់កណ្តាលខាងស្តាំក្នុង (9.21) គឺស្មើនឹង EMF ស្តង់ដារនៃធាតុ។

ជាមួយនឹងប្រតិកម្ម

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាប្រតិកម្ម (1) គឺជាភាពខុសគ្នារវាងប្រតិកម្ម (3) និង (2) ។ ដូច្នេះ​បើ​តាម​ច្បាប់​របស់​ហេស​គឺ​ពិត

ដូច្នេះ៖

នៅក្នុងប្រតិកម្ម (1), (2) និង (3) លេខ stoichiometric នៃអេឡិចត្រុង y e (y 1? y 2 និង y 3) គឺស្មើនឹង 2។ ដូច្នេះហើយ ពួកវាលុបចោលដូចទៅនឹង Faraday ថេរដែរ។ បន្ទាប់មកវាប្រែថា: = ?^ - ?សមាមាត្រនេះមានសុពលភាពសម្រាប់ធាតុណាមួយ។ វាគឺជាផលវិបាកនៃច្បាប់របស់ Hess ហើយអាចបម្រើជាច្បាប់ទូទៅយោងទៅតាម EMF ស្តង់ដារនៃធាតុអេឡិចត្រូតណាមួយគឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលដែលកើតឡើងនៅអេឡិចត្រូតខាងស្តាំ និងខាងឆ្វេង។

ដោយប្រើទំនាក់ទំនងនេះ គេអាចគណនាស្តង់ដារ emf នៃធាតុណាមួយពីសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលដែលត្រូវគ្នា ប្រសិនបើគេស្គាល់។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះវាមិនចាំបាច់ទាល់តែសោះក្នុងការស្រមៃមើលអេឡិចត្រូតនេះផ្គូផ្គងជាមួយអ៊ីដ្រូសែន។ វាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការអនុវត្តតាមច្បាប់មួយទៀត៖ ទាំងប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលនៃធាតុគួរតែត្រូវបានសរសេរ (ឬតំណាងឱ្យផ្លូវចិត្ត) ជាការកាត់បន្ថយប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលជាមួយអេឡិចត្រុងនៅផ្នែកខាងឆ្វេង ស្វែងរកប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលទាំងនេះនៅក្នុងតារាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ ហើយគណនាដោយប្រើ (៩.២២)។ ឧទាហរណ៍ យោងតាមរូបមន្តនេះសម្រាប់ធាតុ (៩.២១) ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលពីរមានទម្រង់៖

នៅក្នុងតារាងនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារ អ្នកអាចរកឃើញសម្រាប់ពួកគេនូវតម្លៃ -0.403 និង 0.222 V រៀងគ្នា។ បន្ទាប់មកយោងទៅតាមរូបមន្ត (9.22) វាប្រែថា:

វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថា EMF ស្តង់ដារនិងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារមិនអាស្រ័យលើធម្មជាតិនៃអ៊ីយ៉ុងដែលមិនចូលរួមដោយផ្ទាល់នៅក្នុងប្រតិកម្មអេឡិចត្រូត។ វាកើតឡើងពីការពិតដែលថាស្ថានភាពស្តង់ដារនៃអ៊ីយ៉ុងនៃប្រភេទដែលបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងដំណោះស្រាយគឺជាដំណោះស្រាយសម្មតិកម្មជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃដំណោះស្រាយ dilute តាមឧត្ដមគតិ។ នៅការរំលាយដ៏ល្អ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃប្រភេទអ៊ីយ៉ុងដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺឯករាជ្យពីអ៊ីយ៉ុងផ្សេងទៀតដែលមានវត្តមាន។ ដូច្នេះ ដេរីវេនៃសមីការ (9.22) ដែលបានផ្តល់ឱ្យខាងលើនឹងមិនផ្លាស់ប្តូរទេ ប្រសិនបើជំនួសឱ្យធាតុ (9.21) យើងពិចារណាធាតុមួយជាមួយនឹងការផ្ទេរ៖

ជាមួយ anions នៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃកោសិកាពាក់កណ្តាលខាងឆ្វេង និងជាមួយ cations ណាមួយនៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃកោសិកាពាក់កណ្តាលខាងស្តាំ។ ដូចគ្នាដែរ សក្ដានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មនៅក្នុងតារាងមិនអាស្រ័យលើអ៊ីយ៉ុងនៃសញ្ញាផ្ទុយដែលត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយអ៊ីយ៉ុងដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងប្រតិកម្មទាំងនេះទេ។

អេឡិចត្រូតនៅក្នុងអេឡិចត្រូគីមី ហៅថាចំណុចប្រទាក់រវាង conductor ចរន្តអគ្គិសនីជាមួយ conductivity អេឡិចត្រូនិ និង conductor ចរន្តអគ្គិសនីជាមួយនឹង conductivity ionic,ឬនិយាយម្យ៉ាងទៀត។ កន្លែងដែលយន្តការអេឡិចត្រូនិចនៃការផ្ទេរបន្ទុកអគ្គីសនីផ្លាស់ប្តូរទៅជាអ៊ីយ៉ុង (និងច្រាសមកវិញ) ។ក្នុងន័យតូចចង្អៀត អេឡិចត្រូតត្រូវបានគេហៅថាជា conductor នៃចរន្តអគ្គិសនីជាមួយនឹងចរន្តអេឡិចត្រូនិច។

អង្ករ។ ៧.១.ការបង្ហាញគ្រោងការណ៍នៃក្រឡា galvanic

ចូរយើងអនុវត្តប្រតិកម្មអន្តរកម្មរបស់ Sn 2+ និង Fe 3+ ដើម្បីឱ្យដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម និងការកាត់បន្ថយត្រូវបានបំបែកចេញពីគ្នាជាលក្ខណៈលំហ (រូបភាព 7.1)។ នៅក្នុងនាវាដែលមាន Sn 2+ និង Sn 4+ ដំណើរការដូចខាងក្រោមនឹងប្រព្រឹត្តទៅ។ អ៊ីយ៉ុង Sn 2+ នឹងបរិច្ចាគអេឡិចត្រុងទៅខ្សែផ្លាទីន ហើយប្រែទៅជា Sn 4+ ។ ស្របគ្នា ដំណើរការបញ្ច្រាសក៏នឹងប្រព្រឹត្តទៅដែរ។ បន្ទាប់ពីពេលខ្លះ លំនឹងនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងប្រព័ន្ធ៖

Sn 4+ +  Sn 2+

អង្ករ។ ៧.២.ការកើតឡើងនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូត

ដោយសារតែការបង្កើតលំនឹងនេះផ្ទៃនៃខ្សែផ្លាទីននិងដំណោះស្រាយនៅជិតវានឹងមានបន្ទុកខុសគ្នាការបង្កើតអ្វីដែលគេហៅថា "ស្រទាប់អគ្គិសនីទ្វេ" នឹងកើតឡើង (រូបភាព 7.2) ។ នៅចំណុចប្រទាក់ "ដែក - ដំណោះស្រាយ" នឹងមានភាពខុសគ្នាដ៏មានសក្តានុពលមួយដែលគេហៅថា សក្តានុពលអេឡិចត្រូត.

ដំណើរការស្រដៀងគ្នានឹងកើតឡើងផងដែរនៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលមាន Fe 2+ និង Fe 3+ ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារអ៊ីយ៉ុង Fe 2+ មានសមត្ថភាពផ្តល់អេឡិចត្រុងទាបជាង Sn 2+ និង Fe 3+ អ៊ីយ៉ុងរៀងៗខ្លួន សមត្ថភាពទទួលយកអេឡិចត្រុងធំជាង Sn 4+ ផ្ទៃនៃខ្សែផ្លាទីនបានជ្រលក់ចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ ដែលមានផ្ទុក Fe 2+ និង Fe 3+ នឹងត្រូវបានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមានតិចជាង Sn 2+ និង Sn 4+ ដែលជ្រលក់ចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយ។

យើងភ្ជាប់ចានផ្លាទីនដែលជ្រលក់ចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយជាមួយនឹងចំហាយដែក។ ដើម្បីបិទសៀគ្វីយើងភ្ជាប់ដំណោះស្រាយទាំងពីរជាមួយស្ពានអំបិល - បំពង់ដែលមានដំណោះស្រាយ KCl ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធលទ្ធផលត្រូវបានគេហៅថា កោសិកា galvanic, ចរន្តអគ្គិសនីនឹងចាប់ផ្តើមហូរ។ ប្រសិនបើអ្នករួមបញ្ចូល potentiometer ឬ voltmeter ធន់ទ្រាំខ្ពស់នៅក្នុងសៀគ្វីនេះ នោះអ្នកអាចវាស់ EMF របស់វាដែលនឹងកំណត់លក្ខណៈសមត្ថភាពរបស់ Fe 3+ ions ក្នុងការទទួលអេឡិចត្រុងពី Sn 2+ ។

តម្លៃដាច់ខាតនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃអេឡិចត្រូតនីមួយៗមិនអាចកំណត់បានទេ។ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់តែភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតពីរប៉ុណ្ណោះ។ ជាគោលការណ៍ នេះអាចត្រូវបានធ្វើសម្រាប់ប្រតិកម្មជាក់លាក់នីមួយៗ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាជាការងាយស្រួលជាងក្នុងការជ្រើសរើសអេឡិចត្រូតស្តង់ដារមួយ ដែលទាក់ទងទៅនឹងការវាស់វែងទាំងអស់នៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនឹងត្រូវបានអនុវត្ត។ អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារត្រូវបានប្រើជាអេឡិចត្រូតយោង។

អង្ករ។ ៧.៣ អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ

អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្ដង់ដារគឺជាចានផ្លាទីនដែលឆ្អែតដោយអ៊ីដ្រូសែនដែលមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃ H 2 SO 4 ឬ HCl (រូបភាព 7.3) ។ ដើម្បីបង្កើនសមត្ថភាពស្រូបយកផ្លាទីនត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយស្រទាប់ផ្លាទីន។ ដើម្បីឆ្អែតផ្ទៃផ្លាទីនជាមួយនឹងអ៊ីដ្រូសែន ឧស្ម័ន H 2 ត្រូវបានឆ្លងកាត់ដំណោះស្រាយ (p = 1 atm) ។ លំនឹង​ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង​រវាង​អ៊ីដ្រូសែន​រលាយ​ក្នុង​ប្លាទីន និង​អ៊ីដ្រូសែន​អ៊ីដ្រូសែន​ដែល​រលាយ​ក្នុង​ដំណោះស្រាយ៖

2H + +  H 2 (Pt)

សក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារត្រូវបានសន្មតថាជាសូន្យនៅសីតុណ្ហភាពណាមួយ។

សក្តានុពលអេឡិចត្រូតពាក់កណ្តាលប្រតិកម្មស្តង់ដារ(E 0 , 0) - នេះគឺជា EMF នៃកោសិកា galvanic ដែលមានអេឡិចត្រូតដែលស្ថិតក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារ ដែលប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលនេះកើតឡើង និងអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ។

អេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនមានការរអាក់រអួលក្នុងប្រតិបត្តិការ ដូច្នេះក្នុងការអនុវត្ត អេឡិចត្រូតស្តង់ដារបន្ទាប់បន្សំត្រូវបានប្រើជាស្តង់ដារ សក្តានុពលដែលទាក់ទងទៅនឹង SHE ត្រូវបានកំណត់ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់។ អេឡិចត្រូតមួយគឺអេឡិចត្រូតក្លរួប្រាក់

សញ្ញានៃសក្ដានុពលនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលស្តង់ដារអាស្រ័យលើទិសដៅដែលបានជ្រើសរើសនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល។ នៅពេលដែលទិសដៅផ្លាស់ប្តូរសញ្ញាផ្លាស់ប្តូរទៅផ្ទុយ។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល (A) E 0 \u003d +0.771 V ដូច្នេះសម្រាប់ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលបញ្ច្រាស (B) E 0 \u003d - 0.771 V ។

(A) Fe 3+ +  Fe 2+ (B) Fe 2+ −  Fe 3+

សក្តានុពលដែលកំណត់លក្ខណៈដំណើរការងើបឡើងវិញ ឧទាហរណ៍ដូចជា (A) ត្រូវបានគេហៅថា ស្តារឡើងវិញនិងសក្តានុពលកំណត់លក្ខណៈនៃដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម ឧទាហរណ៍ដូចជា (B) - អុកស៊ីតកម្ម. នាពេលបច្ចុប្បន្នតម្លៃនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលត្រូវបានសំដៅជាធម្មតាថាជា ដំណើរការនៃការកាត់បន្ថយទម្រង់អុកស៊ីតកម្ម

តម្លៃនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតកាន់តែច្រើន លក្ខណៈសម្បត្តិអុកស៊ីតកម្មកាន់តែរឹងមាំនៃទម្រង់អុកស៊ីតកម្មនៃសារធាតុ និងលក្ខណៈសម្បត្តិកាត់បន្ថយខ្សោយនៃទម្រង់កាត់បន្ថយរបស់វា។ ឧទាហរណ៍ អ៊ីយ៉ុង permanganate ក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារក្នុងបរិយាកាសអាស៊ីតគឺជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មខ្លាំងជាងអ៊ីយ៉ុង dichromate ។

Cr 2 O 7 2- + 14H + +  2Cr 3+ + 7H 2 O E 0 = +1.33 V

MnO 4 − + 8H + +  Mn 2+ + 4H 2 O E 0 = +1.51 V

ប្រសិនបើសម្រាប់ប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលនៃការចាប់អារម្មណ៍ចំពោះយើង តម្លៃនៃ E 0 នៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍យោងសម្រាប់ហេតុផលមួយ ឬហេតុផលផ្សេងទៀតមិនត្រូវបានផ្តល់ឱ្យទេនោះ វាអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើសក្តានុពលនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលផ្សេងទៀត។

ឧទាហរណ៍ 7.1 ។គណនាតម្លៃរបស់ E 0 សម្រាប់គូ redoxហ្វេ 3+ / ហ្វេ ប្រសិនបើវាត្រូវបានគេស្គាល់

Fe 2+ + 2Fe( \u003d -0.473V) Fe 3+ +Fe 2+ ( = +0.771V)

នៅពេលបន្ថែមសមីការទីមួយ និងទីពីរ យើងទទួលបានសមីការនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលនៃការចាប់អារម្មណ៍ចំពោះយើង៖

Fe 3+ + 3Fe

តម្លៃនៃសក្តានុពលអេឡិចត្រូតស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលនេះនឹងមិនស្មើនឹងផលបូកនៃនិង, i.e. 0.298V ។ តម្លៃនៃ E 0 មិនអាស្រ័យលើបរិមាណនៃសារធាតុ (សក្តានុពលគឺពឹងផ្អែកខ្លាំង មិនមែនបរិមាណទូលំទូលាយទេ) ដូច្នេះ សក្តានុពលមិនអាចបន្ថែមបានទេ។.

មិនដូចសក្តានុពលអេឡិចត្រូតទេ G អាស្រ័យទៅលើបរិមាណសារធាតុ ដូច្នេះ G 3 =G 1 +G 2 ។ ដូច្នេះ

ភាពខុសគ្នារវាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មផ្ទាល់ និងទម្រង់អុកស៊ីតកម្មនៃភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយដែលបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលប្រតិកម្មត្រូវបានគេហៅថាEMF នៃប្រតិកម្ម ( អ៊ី).

តាមទំហំនៃ EMF មនុស្សម្នាក់អាចវិនិច្ឆ័យថាតើការកើតឡើងដោយឯកឯងនៃប្រតិកម្មនេះអាចទៅរួចឬអត់។

ឧទាហរណ៍ 7.2 ។កំណត់ថាតើប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃអ៊ីយ៉ុងអ៊ីយ៉ូតដោយអ៊ីយ៉ុងអាចដំណើរការដោយឯកឯងក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារដែរឬទេ។ហ្វេ 3+ .

2Fe 3+ + 2I −  2Fe 2+ + I 2

=
-
= 0.771 - 0.536 = 0.235V

ប្រតិកម្មនេះអាចដំណើរការដោយឯកឯងក្នុងទិសដៅទៅមុខ។