ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளின் தன்னிச்சையான நிகழ்வின் திசையைத் தீர்மானிப்பதற்கான அடிப்படையானது பின்வரும் விதி:

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் தன்னிச்சையாக எப்போதும் வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரை பலவீனமான இணைந்த குறைக்கும் முகவராக அல்லது வலுவான குறைக்கும் முகவரை பலவீனமான இணைந்த ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராக மாற்றும்.

இந்த விதி அமில-அடிப்படை மாற்றங்களின் திசையை நிர்ணயிக்கும் விதிக்கு ஒத்ததாகும்.

கொடுக்கப்பட்ட இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் ரெடாக்ஸ் திறனின் அளவு அளவீடு அதன் மதிப்பு மீட்பு திறன் f, இது சார்ந்தது:

கொடுக்கப்பட்ட இணைந்த ஜோடியின் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தின் தன்மை;

கொடுக்கப்பட்ட இணைந்த ஜோடியின் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்களின் செறிவு விகிதங்கள்;

வெப்பநிலைகள்.

H + அல்லது OH- அயனிகள் ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரை மாற்றும் அல்லது குறைக்கும் முகவரை மாற்றும் செயல்பாட்டில் ஈடுபடும் சந்தர்ப்பங்களில், (p என்பது கரைசலின் pH ஐப் பொறுத்தது. நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் f எடுக்கும் மதிப்பு: இதில் உள்ள அனைத்து கூறுகளின் செறிவு நீர் அயனிகள் H + (ஒரு அமில சூழலில்) மற்றும் OH- (ஒரு கார சூழலில்), 1 mol / l க்கு சமமான, வெப்பநிலை 298 K, - அழைக்கப்படுகிறது நிலையான மீட்பு திறன்மற்றும் (f°) மூலம் குறிக்கப்படுகிறது. f° இன் மதிப்பு என்பது நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் கொடுக்கப்பட்ட இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் ரெடாக்ஸ் பண்புகளின் அளவு பண்பாகும்.

இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடிகளுக்கான சாத்தியக்கூறுகளின் முழுமையான மதிப்பை தீர்மானிக்க வழி இல்லை. எனவே, அவை தொடர்புடைய மதிப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன (பிரிவு. 25.2), குறிப்பு ஜோடியுடன் தொடர்புடைய இணைந்த ஜோடிகளின் சாத்தியக்கூறுகளை வகைப்படுத்துகிறது, இதன் சாத்தியக்கூறு, நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், நிபந்தனையுடன் பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்கும் என்று கருதப்படுகிறது.

f° இன் நேர்மறை மதிப்பு ரெடாக்ஸ் ஜோடிகளாகும், இதில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவம் குறிப்பு ஜோடியில் உள்ள ஹைட்ரஜன் கேஷனை விட எலக்ட்ரான்களை எளிதாக சேர்க்கிறது. எதிர்மறை மதிப்பு f° ரெடாக்ஸ் ஜோடிகளைக் கொண்டுள்ளது, இதில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவம் குறிப்பு ஜோடியில் H + ஐ விட மிகவும் கடினமான எலக்ட்ரான்களை இணைக்கிறது. இதன் விளைவாக, கொடுக்கப்பட்ட இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் f ° இன் மதிப்பு அதிகமாக (அதாவது, அதிக நேர்மறை), அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற பண்புகள் மற்றும் குறைக்கும் பண்புகள் முறையே பலவீனமாக இருக்கும்.

அட்டவணையில். 9.1 சில இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடிகளின் சாத்தியக்கூறுகளின் நிலையான மதிப்புகளைக் காட்டுகிறது.

தரநிலையைத் தவிர வேறு நிபந்தனைகளின் கீழ், φ இன் மதிப்பு நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் படி கணக்கிடப்படுகிறது (பிரிவுகள் 25.2, 25.3).

ரெடாக்ஸ் வினைகளின் சாராம்சம், பங்கேற்கும் ஆக்சிஜனேற்ற முகவர்களுக்கு இடையே ஒரு எலக்ட்ரானைச் சேர்ப்பதற்கான போட்டியாகும். இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான் அந்த இணைந்த ஜோடியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற வடிவம் அதை வலுவாக வைத்திருக்கும். இது பின்வரும் வரைபடத்தில் பிரதிபலிக்கிறது: *

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையில் ஈடுபட்டுள்ள இணைந்த ஜோடிகளின் சாத்தியக்கூறுகளை ஒப்பிடுகையில், இந்த அல்லது அந்த எதிர்வினை தன்னிச்சையாக தொடரும் திசையை முன்கூட்டியே தீர்மானிக்க முடியும்.

இரண்டு இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடிகள் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​ஆக்சிஜனேற்ற முகவர் எப்பொழுதும் ஜோடியின் ஆக்சிஜனேற்றப்பட்ட வடிவமாக இருக்கும், அதன் சாத்தியம் அதிக நேர்மறை மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது.

உதாரணமாக.எதிர்வினை கலவையில் இரண்டு இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடிகள் உள்ளன:

முதல் ஜோடி இரண்டாவது ஜோடி (S) ஐ விட வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் (I2) ஐக் கொண்டிருப்பதால், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் ஒரு எதிர்வினை தன்னிச்சையாக தொடரும், இதில் I2 ஆக்சிஜனேற்ற முகவராகவும் மற்றும் குறைக்கும் முகவராகவும் இருக்கும்.

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் திசையைத் தீர்மானிக்க, அதன் EMF இன் மதிப்பையும் நீங்கள் பயன்படுத்தலாம்.

நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் (E°) ரெடாக்ஸ் வினையின் EMF ஆனது, எதிர்வினையில் ஈடுபட்டுள்ள இணைந்த ரெடாக்ஸ் ஜோடிகளின் நிலையான ஆற்றல்களில் உள்ள வேறுபாட்டிற்கு எண்ணியல் ரீதியாக சமம்:

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் தன்னிச்சையான நிகழ்வுக்கான நிபந்தனை அதன் EMF இன் நேர்மறையான மதிப்பு, அதாவது.

இந்த நிலையில், தன்னிச்சையாக நிகழும் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைக்கு, ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராக செயல்படும் ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் மதிப்பு, இந்த எதிர்வினையில் குறைக்கும் முகவராகப் பங்கு வகிக்கும் இரண்டாவது ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் f ஐ விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். எனவே, மேலே உள்ள எடுத்துக்காட்டில்:
ஒரு என்றால் E°= 0, பின்னர் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினை முன்னோக்கி மற்றும் தலைகீழ் திசைகளில் சமமாக நிகழும், மேலும் இது ரெடாக்ஸ் செயல்முறைக்கான இரசாயன சமநிலையின் நிகழ்வுக்கான நிபந்தனையாகும். எந்தவொரு மீளக்கூடிய செயல்முறைகளின் போக்கின் ஒரு அளவு பண்பு சமநிலை மாறிலி ஆகும் TO,இது நிலையான கிப்ஸ் ஆற்றலின் மாற்றத்துடன் தொடர்புடையது (பிரிவு. 5.5) பின்வருமாறு:

மறுபுறம், நிலையான கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் EMF உடன் தொடர்புடையது:

எங்கே எஃப்= 96 500 C/mol; z-அடிப்படை செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை.

இந்த இரண்டு சமன்பாடுகளிலிருந்து பின்வருமாறு:

இந்த வெளிப்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி, எந்தவொரு ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் சமநிலை மாறிலியைக் கணக்கிட முடியும், ஆனால் EMF 0.35 V க்கும் குறைவான எதிர்வினைகளுக்கு மட்டுமே உண்மையான மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும், ஏனெனில் உயர் EMF இல் எதிர்வினைகள் நடைமுறையில் மாற்ற முடியாததாகக் கருதப்படுகின்றன. வாழ்க்கை அமைப்புகளில் நிகழும் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளின் தனிப்பட்ட நிலைகளின் EMF பொதுவாக 0.35 V ஐ விட அதிகமாக இருக்காது (| E°| < 0,35 В), то большинство из них практически об­ратимы, причем обратимость процесса выражена тем сильнее, чем величина | E°| பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில்.

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் எந்த உயிரினங்களின் வளர்சிதை மாற்றத்தையும் அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகின்றன. எப்பொழுது ஏரோபிக் வளர்சிதை மாற்றம்முக்கிய ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் சுவாசத்தின் போது வழங்கப்படும் மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜன் ஆகும், மேலும் குறைக்கும் முகவர் உணவுடன் வழங்கப்படும் கரிம சேர்மங்கள் ஆகும். மணிக்கு காற்றில்லா வளர்சிதை மாற்றம்இது முக்கியமாக ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இதில் கரிம சேர்மங்கள் ஆக்ஸிஜனேற்றம் மற்றும் குறைக்கும் முகவர்கள்.

RIA இன் திசைக்கான அளவுகோல்கள்

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளின் போக்கானது ஊடாடும் பொருட்களின் தன்மை மற்றும் எதிர்வினைகளின் நிலைமைகளைப் பொறுத்தது. 1. வினைப்பொருளின் செறிவிலிருந்து

Zn+h2so4/1(razb)=znso4/2+h2(OxH/+)

Zn+2h2so4/6(konc)=Znso4/2+s+2h2o (OxS/6)

2. எதிர்வினை வெப்பநிலைகள்

Cl2+2koh=kcl/-1+kclo/-1+h2o (குளிர்)

• 3Cl2+6koh=5kcl/-1+kclo3/+5+3h20 (சூடான)
• 3. ஒரு வினையூக்கியின் இருப்பு.
• 4nh3/-3+3o2=2n2+6h2o/-2 (bez)
• 4nh3/-3+5o2=4no/2+6h2o/-2 (c)
• 4. சுற்றுச்சூழலின் இயல்பின் தாக்கம் - ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் வெவ்வேறு சூழல்களில் ஏற்படுகின்றன.
• 2kmno4/7+5na2so3/4+3h2so4=2mnso4/2+5na2so4/6+k2so4+3h20 (kisl)
• 2kmno4/7+3na2so3/4+h2o=2mno2/4+3na2so4/6+2koh (neu)
• 2kmno4/7+na2so3/4+2koh=2k2mno4/6+na2so4/6+h2o (ஷெல்)

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் தன்னிச்சையாக எப்போதும் வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரை பலவீனமான இணைந்த குறைக்கும் முகவராக அல்லது வலுவான குறைக்கும் முகவரை பலவீனமான இணைந்த ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராக மாற்றும். இணைந்த ஜோடிகளின் ரெடாக்ஸ் சாத்தியக்கூறுகளின் மதிப்புகளை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் திசையை கணிக்க முடியும்.

நேரடி மின்னோட்டத்தின் மாற்ற முடியாத ஆதாரங்கள். எடுத்துக்காட்டுகள்

கால்வனிக் செல்கள் இரசாயன மின்னோட்ட மூலங்களாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, இதில் இரசாயன ஆற்றலை நேரடியாக மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. கால்வனிக் செல்கள் முதன்மை இரசாயன மின்னோட்ட ஆதாரங்களாகும், இதில் இரசாயன எதிர்வினைகள் மீள முடியாதவை. அதன் எளிமையான வடிவத்தில், செல் வெவ்வேறு உலோகங்களால் செய்யப்பட்ட இரண்டு மின்முனைகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை எலக்ட்ரோலைட் கரைசலில் மூழ்கியுள்ளன. அதே நேரத்தில், மின்முனைகளில் ஒன்று (கேத்தோடு) எலக்ட்ரோடு பொருளின் கரைப்பு எதிர்வினைக்கு உட்படுகிறது - அல்லது ஆக்சிஜனேற்றம், இதில் எலக்ட்ரோடு எலக்ட்ரான்களை இழக்கிறது, அவற்றை வெளிப்புற மின்சுற்றுக்கு அளிக்கிறது. மற்ற மின்முனையில் (அனோட்) ஒரு குறைப்பு எதிர்வினை உள்ளது - மின்முனையைச் சுற்றியுள்ள பொருளின் அயனிகளின் நடுநிலைப்படுத்தல், கேத்தோடிலிருந்து வெளிப்புற சுற்று வழியாக வரும் எலக்ட்ரான்கள் காரணமாக. பல்வேறு தனிமங்களுக்கான சாத்தியமான வேறுபாடு (எலக்ட்ரோமோட்டிவ் ஃபோர்ஸ்) 0.85 முதல் 6 V வரையில் உள்ளது. மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் கால்வனிக் செல்களில் (ரேடியோக்கள், ஃப்ளாஷ்லைட்கள் போன்றவற்றை இயக்குவதற்கு), நேர்மறை மின்முனையானது ஒரு கார்பன் கம்பி மற்றும் செயல்படுத்தப்பட்ட ஒரு வெகுஜனமாகும். கார்பன் அல்லது கிராஃபைட்டுடன் மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு கலவை, மற்றும் எதிர்மறையானது ஒரு கப் அல்லது கோப்பை வடிவில் உள்ள துத்தநாகப் புறணி 3 ஆகும். அம்மோனியா கரைசல் பெரும்பாலும் எலக்ட்ரோலைட்டாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பிஸ்கட் உறுப்புக்கு ஒரு தட்டையான வடிவம் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது, இது பேட்டரியுடன் இணைக்க வசதியானது. துத்தநாக மின்முனையின் வெளிப்புறத்தில் ஒரு சிறப்பு மின் கடத்தும் அடுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது எலக்ட்ரோலைட் வழியாக செல்ல அனுமதிக்காது. கூடியிருந்த உறுப்பு ஒரு மெல்லிய வினைல் குளோரைடு படத்துடன் மூடப்பட்டிருக்கும். அத்தகைய சாதனத்தில், எடுத்துக்காட்டாக, க்ரோனா பேட்டரி உள்ளது. திரைப்பட பூச்சு பக்கங்களில் இருந்து தனித்தனி உறுப்புகளை தனிமைப்படுத்துகிறது, எலக்ட்ரோலைட் கசிவை தடுக்கிறது, ஆனால் உறுப்புக்குள் உருவாகும் வாயுக்களை எளிதில் கடந்து செல்கிறது. செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் நிறை மற்றொரு பிஸ்கட்டுடன் எளிதாக தொடர்பு கொள்வதற்காக பிஸ்கட்டில் இருந்து சிறிது நீண்டு செல்கிறது. இந்த பேட்டரிகளில், கப் பேட்டரிகளை விட செயலில் உள்ள பொருள் சிறப்பாகவும் முழுமையாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலர் கால்வனிக் கூறுகள் முடிக்கப்பட்ட வடிவத்தில் நுகர்வோருக்கு வழங்கப்படுகின்றன; பயன்பாட்டிற்கு முன் தண்ணீர் நிரப்பப்பட்ட சுத்தமான தண்ணீரில் நிரப்பப்பட வேண்டும். ஒரு கால்வனிக் கலத்தின் மின்னழுத்தம் அது உருவாகும் emf ஐ விட எப்போதும் குறைவாகவே இருக்கும், முதலாவதாக, அதன் உள் எதிர்ப்பில் செல் உள்ளே மின்னழுத்த வீழ்ச்சி காரணமாகவும், இரண்டாவதாக, மின்வேதியியல் எதிர்வினைகளின் விளைவாக மின்முனைகளின் துருவமுனைப்பு நிகழ்வு காரணமாகவும். மின்சுற்றில் பாயும் மின்னோட்டத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் மின்முனைகளின் மேற்பரப்பு. எடுத்துக்காட்டாக, எதிர்முனையில் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்சிஜனின் வெளியீடு துருவமுனைப்பு சாத்தியக்கூறுகளின் தோற்றத்துடன் சேர்ந்துள்ளது, அவை மின்முனை ஆற்றல்களை நோக்கி இயக்கப்பட்டு அவற்றைக் குறைக்கின்றன. தனிமத்தின் செயல்பாட்டில் துருவமுனைப்பின் விளைவைக் குறைக்க, டிபோலரைசர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன - ஹைட்ரஜன் அல்லது ஆக்ஸிஜனை எடுத்துக் கொள்ளும் பொருட்கள், அவற்றுடன் வினைபுரிந்து, துருவமுனைப்பு திறனைக் குறைக்க உதவுகின்றன. உடன் கால்வனிக் செல்களில் கார்பன் மின்முனைமாங்கனீசு டை ஆக்சைடு டிபோலரைசராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு தனிமத்தின் மின்னழுத்தத்தை மீறும் மின்சுற்றில் மின்னழுத்தத்தைப் பெற, உறுப்புகள் பேட்டரியில் இணைக்கப்படுகின்றன, அவை தொடரில் அடங்கும், அதாவது, ஒவ்வொரு முந்தைய தனிமத்தின் நேர்மறை துருவமும் அடுத்த எதிர்மறை துருவத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒன்று (படம் 3.3, a). இந்த வழக்கில் பேட்டரியின் மொத்த எலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசை தனிப்பட்ட கலங்களின் எலக்ட்ரோமோட்டிவ் சக்திகளின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்:

E பற்றி \u003d E 1 + E 2 + E 3 + ... + E n.

கூறுகள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்போது மற்றும் அவற்றின் emf. சமமாக இருக்கும், e.m.f. n செல்களின் பேட்டரி

E பற்றி \u003d n * E el.

கால்வனிக் செல்கள் குறுகிய சுற்றுகளிலிருந்து பாதுகாக்கப்பட வேண்டும், மேலும் "ஒரு தீப்பொறிக்காக" சோதிக்க பரிந்துரைக்கப்படவில்லை. அவற்றின் மின்னழுத்தம் சுமையின் கீழ் அளவிடப்பட வேண்டும். சுமை இல்லாத நிலையில், வோல்ட்மீட்டர் emf ஐக் காண்பிக்கும், இது பேட்டரி பயன்பாட்டின் அளவை வகைப்படுத்தாது.

= எங்கள் விவாதங்கள் =

OVR க்கான அளவுகோல்கள். நிலையான நிலைமைகள் மற்றும் நிலையான சாத்தியங்கள்

ஆசிரியர்கள் மற்றும் மாணவர்களுக்கான வழிமுறை வளர்ச்சி

பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், வேதியியலாளர்கள் (ஆரம்ப மற்றும் மிகவும் அனுபவம் வாய்ந்தவர்கள்) கேள்விக்கு பதிலளிக்க வேண்டும்: இந்த எதிர்வினைகளுக்கு இடையில் ஒரு ரெடாக்ஸ் எதிர்வினை ஏற்படுவது சாத்தியமா, அப்படியானால், அத்தகைய எதிர்வினையின் முழுமை என்ன? இந்த கட்டுரை இந்த சிக்கலின் தீர்வுக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளது, இது பெரும்பாலும் சிரமங்களை ஏற்படுத்துகிறது.ஒவ்வொரு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரும் கொடுக்கப்பட்ட குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தை ஆக்ஸிஜனேற்ற முடியாது என்பது அறியப்படுகிறது. எனவே, ஈய டையாக்சைடு PbO 2, இரும்புடன் புரோமைடு அயனியின் ஆக்சிஜனேற்ற வினையான PbO 2 + 2Br - + 4H + \u003d Pb 2+ + Br 2 + 2H 2 O வினையின் படி புரோமைடு அயனியை அமில ஊடகத்தில் எளிதாக ஆக்ஸிஜனேற்றுகிறது. (III) cation 2Fe 3+ + 2Br - ≠ 2Fe 2+ + Br 2 பாயவில்லை. இதேபோன்ற பல எடுத்துக்காட்டுகளைக் கருத்தில் கொண்டு, பல்வேறு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்கள் அவற்றின் ஆக்சிஜனேற்றம் (ஆக்சிஜனேற்றம்) திறனில் ஒருவருக்கொருவர் பெரிதும் வேறுபடலாம் என்று முடிவு செய்வது எளிது. முகவர்களைக் குறைக்கும் விஷயத்தில் இதே போன்ற முடிவு உண்மைதான். கொடுக்கப்பட்ட ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரின் (குறைக்கும் முகவர்) ஆக்சிஜனேற்றம் (குறைக்கும்) திறன் பெரும்பாலும் எதிர்வினை நிலைமைகளைப் பொறுத்தது, குறிப்பாக, நடுத்தரத்தின் அமிலத்தன்மையைப் பொறுத்தது. எனவே, புரோமேட் அயனியானது புரோமைடு அயனியை எளிதாக ஆக்ஸிஜனேற்றுகிறது BrO 3 - + 5Br - + 6H + = 3Br 2 + 3H 2 O, அமிலத்தன்மை போதுமானதாக இருந்தால், ஆனால் பலவீனமான அமிலத்தில் ஆக்சிஜனேற்றம் ஏற்படாது, மேலும் ஒரு நடுநிலை அல்லது கார சூழல். பல்வேறு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்களின் ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன், முகவர்களைக் குறைக்கும் திறன், ரெடாக்ஸ் நிகழ்வில் நடுத்தரத்தின் அமிலத்தன்மையின் விளைவு போன்றவை பற்றிய நமது அறிவின் ஆதாரம். இறுதியில் அனுபவம். இது, நிச்சயமாக, நமது சொந்த அனுபவத்தைப் பற்றியது அல்ல, இது எப்போதும் மட்டுப்படுத்தப்பட்டதாகும், ஆனால் பல தலைமுறை வேதியியலாளர்களின் ஒருங்கிணைந்த அனுபவத்தைப் பற்றியது, இது இப்போது ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளின் கடுமையான மற்றும் முழுமையான அளவு கோட்பாட்டை உருவாக்க வழிவகுத்தது. மிகவும் துல்லியமான சோதனைகளுடன் முழு உடன்பாடு.
MITHT மாணவர்களால் உடல் மற்றும் ஓரளவு படிப்புகளில் படித்தது பகுப்பாய்வு வேதியியல் OVR இன் தெர்மோடைனமிக் கோட்பாடு எலக்ட்ரோடு சாத்தியக்கூறுகள் மற்றும் அவற்றின் கடுமையான வெப்ப இயக்கவியல் கணக்கீடு ஆகியவற்றின் முடிவுகளை அவற்றின் வலிமைக்கு ஏற்ப ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்கள் மற்றும் குறைக்கும் முகவர்களின் தெளிவற்ற தரவரிசைக்கு பயன்படுத்துகிறது மற்றும் சரியான சமன்பாடுகளை உருவாக்குகிறது. கொடுக்கப்பட்ட நிபந்தனைகள்.

இந்த வழக்கில், இடைநிலை எல்லைகளில் உள்ள எதிர்வினைகள் மிக விரைவாக தொடரும் என்று கருதப்படுகிறது, மற்றும் தீர்வு அளவு - கிட்டத்தட்ட உடனடியாக. AT கனிம வேதியியல், அயனிகளின் பங்கேற்புடன் எதிர்வினைகள் அடிக்கடி நிகழும்போது, ​​இந்த அனுமானம் எப்போதும் நியாயப்படுத்தப்படுகிறது (இயக்கச் சிக்கல்களால் உண்மையில் நிகழாத வெப்ப இயக்கவியல் சாத்தியமான எதிர்வினைகளின் தனி எடுத்துக்காட்டுகள் கீழே பரிசீலிக்கப்படும்).

பொது மற்றும் கனிம வேதியியலில் OVR படிக்கும் போது, ​​எங்களின் பணிகளில் ஒன்று, மாணவர்களுக்கு எளிமையின் உணர்வுப்பூர்வமான பயன்பாட்டைக் கற்பிப்பதாகும். OVR இன் தன்னிச்சையான நிகழ்வுக்கான தரமான அளவுகோல்கள்நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் ஒரு திசையில் அல்லது மற்றொரு திசையில் மற்றும் அவர்களின் பாடத்தின் முழுமைஉண்மையில் இரசாயன நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படும் நிலைமைகளின் கீழ் (கணக்கில் சாத்தியமான இயக்க சிக்கல்களை எடுத்துக் கொள்ளாமல்).

முதலில், இந்தக் கேள்வியை நம்மை நாமே கேட்டுக்கொள்வோம்: ஒரு குறிப்பிட்ட அரை-எதிர்வினையில் பங்கேற்கும் ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரின் ஆக்ஸிஜனேற்ற திறனை எது தீர்மானிக்கிறது, எடுத்துக்காட்டாக, MnO 4 - + 8H + + 5e = Mn 2+ + 4H 2 O? பொதுவாக அரை-எதிர்வினைகள் மற்றும் அயனி OVR சமன்பாடுகளின் சமன்பாடுகளை எழுதும் போது, ​​நாம் பாரம்பரியமாக சமமான அடையாளத்தைப் பயன்படுத்துகிறோம், ஆனால் மீளக்கூடிய அடையாளத்தை அல்ல, உண்மையில், அனைத்து எதிர்வினைகளும் வேதியியல் ரீதியாக ஒரு டிகிரி அல்லது மற்றொரு நிலைக்கு திரும்பக்கூடியவை, எனவே, ஒரு நிலையில் சமநிலை, முன்னோக்கி மற்றும் தலைகீழ் எதிர்வினைகள் எப்போதும் சம விகிதங்களுடன் தொடர்கின்றன.
ஆக்சிஜனேற்ற முகவர் MnO 4 இன் செறிவு அதிகரிப்பு - அதிகரிக்கிறது, பள்ளி வேதியியல் பாடத்திலிருந்து அறியப்படுகிறது, நேரடி எதிர்வினை விகிதம், அதாவது. சமநிலையை வலதுபுறமாக மாற்றுவதற்கு வழிவகுக்கிறது; இந்த வழக்கில், குறைக்கும் முகவரின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் முழுமை அதிகரிக்கிறது. இயற்கையாகவே, Le Chatelier இன் கொள்கையின் பயன்பாடு அதே முடிவுக்கு வழிவகுக்கிறது.
எனவே, ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரின் ஆக்ஸிஜனேற்ற சக்தி அதன் செறிவு அதிகரிப்புடன் எப்போதும் அதிகரிக்கிறது.
இந்த முடிவு அற்பமானது மற்றும் கிட்டத்தட்ட சுயமாகத் தெரிகிறது.
இருப்பினும், சரியாக அதே வழியில் பகுத்தறிந்து, அமில சூழலில் பெர்மாங்கனேட் அயனியின் ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன் ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் செறிவு அதிகரிப்புடன் அதிகரிக்கும் மற்றும் Mn 2+ கேஷனின் செறிவு அதிகரிப்புடன் குறையும் என்று நாம் முடிவு செய்யலாம் ( குறிப்பாக, எதிர்வினை தொடரும்போது அது கரைசலில் குவிந்தால்) .
பொது வழக்கில், ஆக்சிஜனேற்ற முகவரின் ஆக்சிஜனேற்ற சக்தியானது அரை-எதிர்வினைச் சமன்பாட்டில் தோன்றும் அனைத்து துகள்களின் செறிவுகளைப் பொறுத்தது. அதே நேரத்தில், அதன் அதிகரிப்பு, அதாவது. அரை-எதிர்வினையின் இடது பகுதியில் உள்ள துகள்களின் செறிவு அதிகரிப்பதன் மூலம் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தின் குறைப்பு செயல்முறை எளிதாக்கப்படுகிறது; அதன் வலது பக்கத்தில் உள்ள துகள்களின் செறிவு அதிகரிப்பு, மாறாக, இந்த செயல்முறையைத் தடுக்கிறது.
குறைக்கும் முகவரின் ஆக்சிஜனேற்ற அரை-எதிர்வினைகள் மற்றும் பொதுவாக ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் (அவை அயனி வடிவத்தில் எழுதப்பட்டிருந்தால்) சரியாக அதே முடிவுகளை எடுக்கலாம்.

ரெடாக்ஸ் சாத்தியங்கள்

ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரின் ஆக்சிஜனேற்றத் திறனின் அளவு அளவீடு (அதே நேரத்தில் அதன் குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தைக் குறைக்கும் திறன்) என்பது எலக்ட்ரோடு φ (எலக்ட்ரோடு சாத்தியம்) இன் மின் ஆற்றல் ஆகும், அதன் குறைப்பு மற்றும் தலைகீழ் எதிர்வினை தொடர்புடைய குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அரை-எதிர்வினை ஒரே நேரத்தில் மற்றும் சம விகிதத்தில் தொடர்கிறது.
இந்த ரெடாக்ஸ் சாத்தியக்கூறு ஒரு நிலையான ஹைட்ரஜன் மின்முனையுடன் அளவிடப்படுகிறது மற்றும் ஜோடி "ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவம் - குறைக்கப்பட்ட வடிவம்" (எனவே, "ஆக்ஸிடன்ட் திறன்" மற்றும் "ரிடக்டண்ட் திறன்" என்ற வெளிப்பாடுகள் கண்டிப்பாகச் சொன்னால், தவறானவை). ஜோடியின் அதிக சாத்தியக்கூறு, ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரின் ஆக்சிஜனேற்றத் திறன் மிகவும் உச்சரிக்கப்படுகிறது, அதன்படி, குறைக்கும் முகவரின் பலவீனமான குறைக்கும் திறன்.
மற்றும் நேர்மாறாக: குறைந்த திறன் (எதிர்மறை மதிப்புகள் வரை), குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தின் குறைக்கும் பண்புகள் மற்றும் அதனுடன் இணைந்த ஆக்ஸிஜனேற்றத்தின் பலவீனமான ஆக்சிஜனேற்ற பண்புகள் மிகவும் உச்சரிக்கப்படுகிறது.
மின்முனைகளின் வகைகள், நிலையான ஹைட்ரஜன் மின்முனையின் வடிவமைப்பு மற்றும் திறன்களை அளவிடுவதற்கான முறைகள் ஆகியவை இயற்பியல் வேதியியல் பாடத்தில் விரிவாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு

ஒரு அமில ஊடகத்தில் பெர்மாங்கனேட் அயனியின் அரை-எதிர்வினை குறைப்புடன் தொடர்புடைய ரெடாக்ஸ் ஆற்றலின் சார்பு (மற்றும், ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, ஒரே நேரத்தில் ஒரு அமில ஊடகத்தில் பெர்மாங்கனேட் அயனிக்கு Mn 2+ கேஷனின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அரை-எதிர்வினை ) மேலே பட்டியலிடப்பட்டுள்ள காரணிகளின் அடிப்படையில், இது நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு φ(MnO 4 - , H + / Mn 2+) = φ o (MnO 4 - , H + / Mn 2+) + மூலம் அளவிடப்படுகிறது. RT / 5எஃப் ln 8 /. பொது வழக்கில், நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு வழக்கமாக φ(Ox/Red) = φ o (Ox/Red) + என்ற நிபந்தனை வடிவத்தில் எழுதப்படுகிறது. RT/(nF) ln / ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் ஆக்ஸ் + இன் அரை-எதிர்வினை குறைப்பதற்கான நிபந்தனை குறிப்பிற்கு ஒத்திருக்கிறது ne-=சிவப்பு

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டில் உள்ள இயற்கை மடக்கையின் அடையாளத்தின் கீழ் உள்ள ஒவ்வொரு செறிவுகளும் அரை-எதிர்வினைச் சமன்பாட்டில் இந்தத் துகளின் ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் குணகத்துடன் தொடர்புடைய சக்திக்கு உயர்த்தப்படுகின்றன, nஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரால் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, ஆர்உலகளாவிய வாயு மாறிலி, டி- வெப்ப நிலை, எஃப்ஃபாரடே எண் ஆகும்.

எதிர்வினை இயங்கும் போது எதிர்வினை பாத்திரத்தில் உள்ள ரெடாக்ஸ் திறனை அளவிடவும், அதாவது. சமநிலையற்ற நிலைமைகளின் கீழ், சாத்தியமற்றது, ஏனெனில் ஆற்றலை அளவிடும் போது, ​​எலக்ட்ரான்களை குறைக்கும் முகவரிடமிருந்து ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவருக்கு நேரடியாக அல்ல, ஆனால் மின்முனைகளை இணைக்கும் உலோகக் கடத்தி மூலம் மாற்றப்பட வேண்டும். இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற வீதம் (தற்போதைய வலிமை) வெளிப்புற (ஈடுசெய்யும்) சாத்தியமான வேறுபாட்டின் பயன்பாட்டின் காரணமாக மிகக் குறைவாக பராமரிக்கப்பட வேண்டும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவருக்கும் குறைக்கும் முகவருக்கும் இடையிலான நேரடி தொடர்பு விலக்கப்பட்டால், சமநிலை நிலைமைகளின் கீழ் மட்டுமே மின்முனை திறன்களின் அளவீடு சாத்தியமாகும்.
எனவே, நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டில் உள்ள சதுர அடைப்புக்குறிகள், வழக்கம் போல், துகள்களின் சமநிலை (அளவீடு நிலைமைகளின் கீழ்) செறிவுகளைக் குறிக்கிறது. எதிர்வினையின் போது ரெடாக்ஸ் ஜோடிகளின் சாத்தியக்கூறுகளை அளவிட முடியாது என்றாலும், தற்போதையவற்றை நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டில் மாற்றுவதன் மூலம் அவற்றைக் கணக்கிடலாம், அதாவது. ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்துடன் தொடர்புடைய செறிவுகள்.
ஆற்றலின் மாற்றமானது எதிர்வினை தொடர்வதாகக் கருதப்பட்டால், முதலில் இவை ஆரம்ப செறிவுகள், பின்னர் நேரத்தைச் சார்ந்த செறிவுகள் மற்றும் இறுதியாக, எதிர்வினை நிறுத்தப்பட்ட பிறகு, சமநிலையானவை.
எதிர்வினை முன்னேறும்போது, ​​நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டிலிருந்து கணக்கிடப்பட்ட ஆக்சிஜனேற்ற முகவர் திறன் குறைகிறது, அதே சமயம் இரண்டாவது பாதி-எதிர்வினையுடன் தொடர்புடைய குறைக்கும் திறன், மாறாக, அதிகரிக்கிறது. இந்த ஆற்றல்கள் சமப்படுத்தப்படும் போது, ​​எதிர்வினை நிறுத்தப்படும் மற்றும் அமைப்பு இரசாயன சமநிலை நிலைக்கு நுழைகிறது.

நிலையான ரெடாக்ஸ் சாத்தியங்கள்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் வலது பக்கத்தில் உள்ள முதல் சொல் நிலையான ரெடாக்ஸ் சாத்தியமாகும், அதாவது. திறன் அளவிடப்படுகிறது அல்லது நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் அடிக்கடி கணக்கிடப்படுகிறது.
நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு கரைசலில் உள்ள அனைத்து துகள்களின் செறிவுகளும், வரையறையின்படி, 1 mol/l, மற்றும் சமன்பாட்டின் வலது பக்கத்தில் உள்ள இரண்டாவது சொல் மறைந்துவிடும்.
தரமற்ற நிலைமைகளின் கீழ், குறைந்தபட்சம் ஒரு செறிவு 1 mol/l க்கு சமமாக இல்லாதபோது, ​​Nernst சமன்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படும் திறன் நிலையான ஒன்றிலிருந்து வேறுபடுகிறது. தரமற்ற நிலைமைகளின் கீழ் சாத்தியமானது பெரும்பாலும் குறிப்பிடப்படுகிறது உண்மையான திறன்.
"எலக்ட்ரோகெமிக்கல் திறன்", கண்டிப்பாகப் பேசுவது, பயன்படுத்த பரிந்துரைக்கப்படவில்லை, ஏனெனில் இது மற்றொரு அளவு (ஒரு அயனியின் இரசாயன திறன் மற்றும் அதன் சார்ஜின் தயாரிப்பு மற்றும் மின்சார ஆற்றல் ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகை), மாணவர்கள் சந்திக்கும். இயற்பியல் வேதியியல் பாடத்தில். ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வாயுக்கள் OVR இல் பங்கு பெற்றால், அவற்றின் நிலையான நிலைகள் 1 atm = 101300 Pa அழுத்தத்தில் இருக்கும் நிலைகளாகும். நிலையான நிலைகள் மற்றும் நிலையான சாத்தியக்கூறுகளை நிர்ணயிக்கும் போது வெப்பநிலை தரப்படுத்தப்படவில்லை மற்றும் ஏதேனும் இருக்கலாம், ஆனால் குறிப்பு புத்தகங்களில் நிலையான ஆற்றல்களின் அட்டவணைகள் தொகுக்கப்படுகின்றன. டி\u003d 298 K (25 ° C).

மாணவர் பொருட்களின் நிலையான நிலைகளை சாதாரண நிலைகளிலிருந்து வேறுபடுத்த வேண்டும், அவை அடிப்படையில் பொதுவான எதுவும் இல்லை ( ஆர்= 1 ஏடிஎம், டி\u003d 273 K), சிறந்த வாயுக்களின் நிலையின் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துகிறது pV = nRT, மற்ற நிபந்தனைகளின் கீழ் அளவிடப்படும் வாயுக்களின் அளவைக் கொடுப்பது வழக்கம்.

நிலையான சாத்தியக்கூறுகளின் அட்டவணை, இறங்கு வரிசையில் தொகுக்கப்பட்டுள்ளது, சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்களை வரிசைப்படுத்துகிறது (அதாவது. பல்வேறு ரெடாக்ஸ் ஜோடிகளின் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவங்கள்) அவர்களின் வலிமைக்கு ஏற்ப. அதே நேரத்தில், குறைப்பவர்கள் வலிமையின் அடிப்படையில் தரவரிசைப்படுத்தப்படுகிறார்கள் ( ஜோடிகளின் வடிவங்களை மீட்டெடுத்தது).

நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினையின் திசைக்கான அளவுகோல்கள்.

எதிர்வினை கலவையில் OVR இன் போது உருவாக்கப்பட்ட ஆரம்ப பொருட்கள் மற்றும் எதிர்வினை தயாரிப்புகள் இரண்டையும் கொண்டிருந்தால், அல்லது, வேறுவிதமாகக் கூறினால், இரண்டு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்கள் மற்றும் இரண்டு குறைக்கும் முகவர்கள், எதிர்வினையின் திசையானது எந்த ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட நிபந்தனைகள், நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின்படி, வலுவாக இருக்கும்.
நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினையின் திசையைத் தீர்மானிப்பது மிகவும் எளிதானது, அதில் பங்கேற்கும் அனைத்து பொருட்களும் (துகள்கள்) அவற்றின் நிலையான நிலைகளில் இருக்கும்போது. இந்த நிலைமைகளின் கீழ், ஜோடியின் ஆக்சிஜனேற்ற முகவர், இது உயர் தரமான ஆற்றலால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, வெளிப்படையாக வலுவானதாக மாறும்.
நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினையின் திசை இதன் மூலம் தனித்துவமாக நிர்ணயிக்கப்பட்டாலும், நாம் முன்கூட்டியே அறியாமல், எதிர்வினை சமன்பாட்டை எழுதலாம் அல்லது சரி(நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினை உண்மையில் நாம் ஏற்றுக்கொண்ட திசையில் செல்கிறது, அதாவது முன்னோக்கி திசையில்) அல்லது சரியாக இல்லை(எதிர்வினை நாம் கருதிய திசைக்கு எதிர் திசையில் செல்கிறது).
OVR சமன்பாட்டின் எந்தவொரு பதிவும் ஒரு குறிப்பிட்டதாக இருக்கும் ஆக்ஸிஜனேற்ற தேர்வுசமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில். இந்த ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் வலுவாக இருந்தால், எதிர்வினை செல்லும் நேரடிதிசை, இல்லையென்றால் தலைகீழ்.
ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் நிலையான திறன், இதில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவம் நாம் தேர்ந்தெடுத்த ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராக அழைக்கப்படுகிறது. ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன்φ o சரி, மற்றும் மற்றொரு ஜோடியின் நிலையான திறன், இதில் குறைக்கப்பட்ட வடிவம் நாம் தேர்ந்தெடுத்த குறைக்கும் முகவர் - குறைக்கும் திறன்சூரியனைப் பற்றி φ.

மதிப்பு Δφ o = φ o Ok - φ o சன் என்று அழைக்கப்படும் நிலையான ரெடாக்ஸ் சாத்தியமான வேறுபாடு.
இந்த குறிப்புகளை அறிமுகப்படுத்திய பிறகு எதிர்வினை திசை அளவுகோல்நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், நீங்கள் ஒரு எளிய படிவத்தை கொடுக்கலாம்:

Δφ o > 0 எனில், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினை முன்னோக்கி செல்லும்; Δφ பற்றி என்றால்< 0, то в обратном. எதிர்வினை தயாரிப்புகள் ஆரம்பத்தில் எதிர்வினை கலவையில் இல்லாததால் மட்டுமே, உண்மையில், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினைகள் மேற்கொள்ளப்படுவதில்லை என்பதை மாணவர் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.
நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் நாம் குறிப்பாக எதிர்வினையைச் செய்ய விரும்பினாலும், இது எளிதான காரியமாக இருக்காது. உண்மையில், எதிர்வினைக்கான நிலையான நிபந்தனைகளை (அதாவது, அதில் பங்கேற்கும் அனைத்து பொருட்களின் நிலையான நிலைகள்) முதல் தருணத்தில் எப்படியாவது வழங்குவோம்.
ஆனால் எதிர்வினை தொடங்கியவுடன், நிலைமைகள் நிலையானதாக இருக்காது, ஏனெனில் அனைத்து செறிவுகளும் மாறும்.
ஆயினும்கூட, நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினையின் போக்கை மனரீதியாக நாம் கற்பனை செய்யலாம். இதைச் செய்ய, எதிர்வினை கலவையின் அளவை மிகப் பெரியதாகக் கருதுவது அவசியம் (வரம்பில் - எல்லையற்ற பெரியது), பின்னர் எதிர்வினையின் போது பொருட்களின் செறிவு மாறாது. இந்த அளவுகோலின் உண்மையான பொருள், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் இரண்டு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்களின் வலிமையை ஒப்பிடுவதாகும்: Δφ o > 0 என்றால், OVR அயனி சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் உள்ள ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் வலது பக்கத்தில் உள்ள இரண்டாவது ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரை விட வலிமையானது. சமன்பாடு.

RIA இன் முழுமைக்கான அளவுகோல் (அல்லது RIA இன் இரசாயன மீளமுடியாத தன்மைக்கான அளவுகோல்)

Δφ о > 0 இல் முன்னோக்கி செல்லும் வினையின் முழுமையின் அளவு Δφ о இன் மதிப்பைப் பொறுத்தது. எதிர்வினை நடைபெறுவதற்கு கிட்டத்தட்ட முற்றிலும்அல்லது "இறுதி வரை", அதாவது. ஆரம்ப துகள்களில் குறைந்தபட்சம் ஒன்று (அயனிகள், மூலக்கூறுகள்) தீர்ந்துவிடும் வரை, அல்லது, வேறுவிதமாகக் கூறினால், அது வேதியியல் ரீதியாக மாற்ற முடியாதது, நிலையான சாத்தியமான வேறுபாடு போதுமானதாக இருப்பது அவசியம்.
எந்தவொரு எதிர்வினையும், அதன் இரசாயன மீள்தன்மையைப் பொருட்படுத்தாமல், எப்போதும் இருக்கும் என்பதை நினைவில் கொள்க வெப்ப இயக்கவியல் மீளமுடியாதுஅது ஒரு சோதனைக் குழாய் அல்லது பிற இரசாயன உலைகளில் பாய்ந்தால், அதாவது. மீளக்கூடிய கால்வனிக் செல் அல்லது பிற சிறப்பு சாதனத்திற்கு வெளியே). பல கையேடுகளின் ஆசிரியர்கள், நிபந்தனை Δφ o > 0.1 V OVR இன் முழுமைக்கான அளவுகோலாகக் கருதுகின்றனர். பல எதிர்வினைகளுக்கு, இந்த நிலை சரியானது, இருப்பினும், OVR இன் முழுமை (இன்னும் துல்லியமாக, எதிர்வினை அளவு ) Δφ o இன் கொடுக்கப்பட்ட மதிப்பில் அதன் அயனிச் சமன்பாட்டில் உள்ள ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் குணகங்கள் மற்றும் எதிர்வினைகளின் ஆரம்ப செறிவுகளைப் பொறுத்தது.
Nernst சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி கணக்கீடுகள், இது கண்டுபிடிக்க உதவுகிறது சமநிலை மாறிலி OVR, மற்றும் வெகுஜன நடவடிக்கை விதியானது எதிர்வினைகள் Δφ о > 0.4 இல் வெளிப்படையாக வேதியியல் ரீதியாக மாற்ற முடியாதவை என்பதைக் காட்டுகிறது.
இந்த வழக்கில், எதிர்வினை எப்போதும், அதாவது. எந்தவொரு ஆரம்ப நிலைமைகளின் கீழும் (இப்போது, ​​நிச்சயமாக, நாங்கள் நிலையான நிலைமைகளைப் பற்றி பேசவில்லை), இது இறுதி வரை முன்னோக்கி திசையில் செல்கிறது.
முற்றிலும் ஒத்த வகையில், Δφ o என்றால்< – 0,4 В, реакция всегда протекает до конца, но в обратном направлении.
அத்தகைய எதிர்வினைகளின் திசையையும் முழுமையையும் மாற்றவும், அதாவது. வேதியியல் ரீதியாக மீளக்கூடிய எதிர்வினைகளுக்கு மாறாக, அனைத்து விருப்பங்களுடனும் அவற்றைக் கட்டுப்படுத்த இயலாது< Δφ о < 0,4 В или –0,4 В < Δφ о < 0.

முதல் வழக்கில், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், எதிர்வினை எப்போதும் முன்னோக்கி திசையில் செல்கிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், ஆரம்ப நேரத்தில் எதிர்வினை தயாரிப்புகள் இல்லாத நிலையில், எதிர்வினை இன்னும் அதிகமாக (அதாவது, எப்போதும்) முன்னோக்கி செல்லும், ஆனால் இறுதிவரை அல்ல.
மேலும் முழுமையான எதிர்வினையை எளிதாக்குங்கள் அதிகப்படியானஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எதிர்வினைகள் மற்றும் எதிர்வினை மண்டலத்திலிருந்து விலகுதல்ஒரு வழி அல்லது அதன் தயாரிப்புகள்.
வேதியியல் மீள்தன்மை இருந்தபோதிலும், இத்தகைய எதிர்வினைகளின் முழுமையான ஓட்டத்தை அடைவது பெரும்பாலும் சாத்தியமாகும்.
மறுபுறம், அத்தகைய எதிர்வினை எதிர் திசையில் தொடரும் நிலைமைகளை உருவாக்குவது பொதுவாக சாத்தியமாகும். இதைச் செய்ய, "உருவாக்கங்களின்" அதிக செறிவுகளை உருவாக்குவது அவசியம் (இதுவரை நாங்கள் அவற்றைக் கருத்தில் கொண்டோம் தயாரிப்புகள்எதிர்வினை), அதன் "தயாரிப்புகள்" இல்லாத நிலையில் எதிர்வினையைத் தொடங்கவும் (அதாவது. எதிர்வினைகள், எதிர்வினையின் நேரடி போக்கில்) மற்றும் எதிர்வினையின் போது அவற்றின் செறிவை முடிந்தவரை குறைவாக வைத்திருக்க முயற்சிக்கவும்.

அதே வழியில், ஒரு பொதுவான வடிவத்தில், Δφ o உடன் வேதியியல் ரீதியாக மீளக்கூடிய OVR களையும் ஒருவர் பரிசீலிக்கலாம்< 0. Вместо этого обсудим возможности управления конкретной химической реакцией Cu (т) + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2(г) + 2H 2 O или в ионном виде: Cu (т) + 4H + + SO 4 2- = Cu 2+ + SO 2(г) + 2H 2 O с Δφ о = – 0,179 В. В стандартных условиях, когда концентрации ионов H + , SO 4 2- , Cu 2+ в водном растворе равны 1 моль/л, а давление SO 2 составляет 1 атм, эта реакция протекает в обратном направлении, т.е. диоксид серы восстанавливает катион Cu 2+ до порошка металлической меди.
முதலாவதாக, செறிவூட்டப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலத்தைப் பற்றி நாங்கள் இன்னும் பேசவில்லை என்பதை நாங்கள் கவனிக்கிறோம்.
இரண்டாவதாக, நிலையான அயனி செறிவுகளை மட்டுமே பயன்படுத்தி ஒரு தீர்வை உருவாக்கவும் கந்தக அமிலம்மற்றும் செப்பு சல்பேட் சாத்தியமற்றது, மேலும் இந்த சிக்கலை தீர்க்க விரும்பினால் (மற்றும் ஏன்?), நாம் மற்ற பொருட்களின் சேர்க்கைகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும், எடுத்துக்காட்டாக, NaHSO 4 + CuCl 2 அல்லது HCl + CuSO 4, குளோரைட்டின் சாத்தியமான விளைவைப் புறக்கணிக்கிறது. எதிர்வினையின் போக்கில் அயனிகள்.
SO 2 இன் அழுத்தத்தின் அதிகரிப்பு மற்றும் எதிர்வினைக் கோளத்திலிருந்து H + மற்றும் SO 4 2- அயனிகளை அகற்றுவதன் மூலம் செப்பு கேஷன்களின் குறைப்பு எதிர்வினை எளிதாக்கப்படுகிறது (எடுத்துக்காட்டாக, Ba (OH) 2, Ca (OH) 2 ஐ சேர்ப்பதன் மூலம் , முதலியன).
இந்த வழக்கில், உயர், 100% க்கு அருகில், செப்பு குறைப்பு முழுமையை அடைய முடியும். மறுபுறம், சல்பூரிக் அமிலத்தின் செறிவை அதிகரிப்பது, எதிர்வினைக் கோளத்திலிருந்து சல்பர் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீரை அகற்றுவது அல்லது பிந்தையதை பிணைப்பது நேரடி எதிர்வினைக்கு பங்களிக்கிறது, ஏற்கனவே முதல் ஆய்வக வேலையின் போது, ​​மாணவர்கள் செறிவூட்டப்பட்ட செம்புகளின் தொடர்புகளை நேரடியாகக் காணலாம். கந்தக அமிலம் சல்பர் டை ஆக்சைடு வெளியீடு.
எதிர்வினை கட்ட எல்லையில் மட்டுமே தொடர்வதால், அதன் விகிதம் குறைவாக உள்ளது. இதேபோன்ற பன்முகத்தன்மை (இதைச் சொல்வது மிகவும் துல்லியமாக இருக்கும் - ஹீட்டோரோபேஸ்) எதிர்வினைகள் சூடாகும்போது எப்போதும் சிறப்பாக (அர்த்தத்தில் - வேகமாக) செல்லும். நிலையான சாத்தியக்கூறுகளில் வெப்பநிலையின் விளைவு சிறியது மற்றும் பொதுவாக கருதப்படுவதில்லை. எனவே, மீளக்கூடிய OVR முன்னோக்கி மற்றும் தலைகீழ் திசையில் மேற்கொள்ளப்படலாம். இந்த காரணத்திற்காக அவர்கள் சில நேரங்களில் அழைக்கப்படுகிறார்கள் இருதரப்பு, மற்றும் இந்த வார்த்தையை நாம் அங்கீகரிக்க வேண்டும், இது துரதிர்ஷ்டவசமாக, பரந்த விநியோகத்தைப் பெறவில்லை, இது மிகவும் வெற்றிகரமாக உள்ளது, குறிப்பாக அவற்றுக்கிடையே எதுவும் இல்லை என்ற மெய்யியலின் காரணமாக எழும் சிரமங்களை இது நீக்குகிறது. பொதுவான கருத்துக்கள் இரசாயனமற்றும் வெப்ப இயக்கவியல்மீளக்கூடிய தன்மை மற்றும் மீளமுடியாத தன்மை (எந்தவொரு வேதியியல் ரீதியாக மீளக்கூடிய எதிர்வினையும் உள்ளதா என்பதை ஒரு மாணவர் புரிந்துகொள்வது கடினம் சாதாரண நிலைமைகள்வெப்ப இயக்கவியலில் மீளமுடியாமல் தொடர்கிறது, ஆனால் இந்த புரிதல் இல்லாமல், வேதியியல் வெப்ப இயக்கவியலின் பல பிரிவுகளின் உண்மையான அர்த்தம் அவருக்கு கிட்டத்தட்ட அணுக முடியாதது).
இரண்டு திசைகளிலும் மீளக்கூடிய OVR மற்ற இரசாயன எதிர்வினைகளைப் போலவே தன்னிச்சையாக (அல்லது, வேறுவிதமாகக் கூறினால், வெப்ப இயக்கவியல் மீளமுடியாது) தொடர்வதையும் நாங்கள் கவனிக்கிறோம்.
தன்னிச்சையான OVR மின்னாற்பகுப்பு அல்லது பேட்டரி சார்ஜ் செய்யும் போது மட்டுமே ஏற்படும். எனவே, எதிர்வினைகளின் தன்னிச்சையான ஓட்டத்தை ஒரு திசையில் அல்லது இன்னொரு திசையில் கடந்து செல்வதில் குறிப்பிடாமல் இருப்பது மிகவும் சரியாக இருக்கும், மாறாக தன்னிச்சையான மற்றும் தன்னிச்சையான செயல்முறைகளின் கருத்துக்களை இன்னும் ஆழமாக பகுப்பாய்வு செய்வது.

அயனிகளின் தொடர்புகளில் இயக்கவியல் சிக்கல்கள்

ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, கரைசலின் முழு அளவிலும் நிகழும் அயனிகளை உள்ளடக்கிய எதிர்வினைகள் எப்பொழுதும் மிக விரைவாக தொடர்கின்றன. இருப்பினும், விதிவிலக்குகளும் உள்ளன. எனவே, இரும்பு (III) கேஷன் 6Fe 3+ + 2NH 4 + ≠ N 2 + 6Fe 2+ + 8H + உடன் அமில ஊடகத்தில் அம்மோனியம் கேஷன் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் எதிர்வினை வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக சாத்தியமாகும் (Δφ o \u003d 0.499 V), ஆனால் உண்மையில் அது போகாது.

காரணம் இயக்க சிரமங்கள்இங்கே ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் ரிடக்டண்டின் கேஷன்களின் கூலொம்ப் விரட்டல் உள்ளது, இது ஒரு மின்னணு மாற்றம் சாத்தியமான தூரத்தில் ஒருவருக்கொருவர் நெருங்குவதைத் தடுக்கிறது. இதே போன்ற காரணத்திற்காக (ஆனால் அயனிகளின் கூலம்ப் விரட்டல் காரணமாக), அயோடைடு அயனியானது நைட்ரேட் அயனியால் அமில ஊடகத்தில் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுவதில்லை, இருப்பினும் இந்த எதிர்வினைக்கு Δφ o = 0.420 V.
துத்தநாகத்தைச் சேர்த்த பிறகு, நைட்ரஸ் அமிலத்தின் நடுநிலை மூலக்கூறுகள் அமைப்பில் தோன்றும், மேலும் அயோடைடு அயனிகளை ஆக்ஸிஜனேற்றுவதை எதுவும் தடுக்காது.

1. குறிப்புத் தரவை நாடாமல், பின்வரும் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் எந்த ஊடகத்தில் (அமில அல்லது கார) முழுமையாக தொடர்கின்றன என்பதை நிறுவவும்: a) Cl 0 → Cl -I + Cl + I b) Br 0 → Br -I + Br + V. . அமில மற்றும் கார ஊடகங்களில் இந்த எதிர்வினைகளுக்கு Δφ 0 ஐக் கணக்கிடுவதன் மூலம் உங்கள் பதிலை உறுதிப்படுத்தவும். 2. பின்வரும் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளில் (நிலையான OVR நிலைமைகள்) சம்பந்தப்பட்ட துகள்களின் நிலையான நிலைகளையும், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் இந்த எதிர்வினைகளின் திசையையும் குறிப்பிடவும்: a) 2KMnO 4 + 3H 2 O 2 = 2MnO 2 (t) + 3O 2> ( g) + 2H 2 O + 2KOH b) Br 2 (p) + SO 2 (g) + 2H 2 O \u003d 2HBr + H 2 SO 4 c) 2Al (t) + 2NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na + 3H 2 (g) g ) 2Cr 3+ + 6CO 2(g) + 15H 2 O = Cr 2 O 7 2– + 8H 3 O + + 3H 2 C 2 O 4 . 3. Fe(III) எந்த வடிவத்தில் வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் - Fe 3+ கேஷன் அல்லது 3– அயனியின் வடிவத்தில்? குறைக்கப்பட்ட படிவங்கள் முறையே Fe 2+ மற்றும் 4- ஆகும். 4. Co(II) எந்த வடிவத்தில் வலுவான குறைக்கும் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது - Co 2+ cation அல்லது 2+ cation வடிவத்தில்? ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவங்கள் முறையே கோ 3+ மற்றும் 3+ ஆகும். 5. அமில சூழலில் பின்வரும் செயல்முறைகளுக்கு பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டை ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராகப் பயன்படுத்துவது சாத்தியமா: a) 2 F - - 2 இ- = F 2 b) 2Br - - 2 இ- \u003d Br 2 c) HNO 2 + H 2 O - 2 இ- \u003d எண் 3 - + 3H + d) Mn 2+ + 4H 2 O - 5 இ- \u003d MnO 4 - + 8H + e) ​​H 2 S - 2 இ- = S + 2H + . 6. பின்வரும் பொருட்களைக் கொண்ட நீர்வாழ் கரைசலை ஒரே நேரத்தில் தயாரிக்க முடியுமா என்பதை நிறுவவும்: a) பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் மற்றும் பொட்டாசியம் சல்பைட் b) பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் மற்றும் பொட்டாசியம் சல்பேட் c) 3- மற்றும் Br 2 d) KNO 2 மற்றும் HI SO e) H 2 4 மற்றும் எச்.சி.எல். பதில் இல்லை எனில், OVR சமன்பாட்டுடன் அதை ஆதரிக்கவும். வளர்ச்சி தொகுக்கப்பட்டது பேராசிரியர். வி.ஏ. மிகைலோவ் மற்றும் கலை. ஆசிரியர் எல்.ஐ. A.I பெயரிடப்பட்ட மாஸ்கோ இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜியின் கனிம வேதியியல் துறையின் முடிவின்படி Pokrovskaya. எம்.வி. லோமோனோசோவ்.

வேதியியல் செயல்முறைகளின் தன்னிச்சையான நிகழ்வுக்கான அளவுகோல் கிப்ஸ் இலவச ஆற்றலில் (ΔG  O) மாற்றம் ஆகும். OVR இன் கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம், ரெடாக்ஸ் செயல்முறை E இல் பங்கேற்பாளர்களின் ரெடாக்ஸ் (எலக்ட்ரோடு) ஆற்றல்களின் வேறுபாட்டுடன் தொடர்புடையது:

F என்பது ஃபாரடேயின் மாறிலி; n என்பது ரெடாக்ஸ் செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை; E - ரெடாக்ஸ் சாத்தியமான வேறுபாடு அல்லது OVR எலக்ட்ரோமோட்டிவ் ஃபோர்ஸ் (இரண்டு ரெடாக்ஸ் அமைப்புகளால் உருவாக்கப்பட்ட கால்வனிக் கலத்தின் EMF):

E \u003d  0 -  B,

இதில்  0 என்பது ஆக்ஸிஜனேற்றியின் சாத்தியம்,  B என்பது ரிடக்டண்டின் சாத்தியமாகும் .

மேலே கொடுக்கப்பட்டவை: OVR அதன் EMF நேர்மறையாக இருந்தால், முன்னோக்கி திசையில் பாய்கிறது, அதாவது. ஈ ஓ; இல்லையெனில் (ஈ A) OVR எதிர் திசையில் பாயும்.நிலையான நிபந்தனைகளுக்கு கணக்கிடப்பட்ட EMF நிலையானது என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் இது E ஆல் குறிக்கப்படுகிறது .

எடுத்துக்காட்டு 1: நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினை முன்னோக்கிச் செல்ல முடியுமா என்பதைத் தீர்மானிக்கவும்:

2Fe 3+ + 2I  2Fe 2+ + I 2 .

எதிர்வினை முன்னோக்கி செல்லும் போது, ​​ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் Fe3+ அயனிகளாக இருக்கும், குறைக்கும் முகவர் அயோடைடு அயனிகளாக இருக்கும் (I ) நிலையான EMF ஐக் கணக்கிடுங்கள்:

பதில்: இந்த எதிர்வினை முன்னோக்கி மட்டுமே தொடர முடியும்.

எடுத்துக்காட்டு 2. நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினையின் திசையைத் தீர்மானிக்கவும்:

2KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 + 8H 2 O  2KMnO 4 + 16HCI.

எதிர்வினை முன்னோக்கி செல்கிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம்

எதிர்வினை முன்னோக்கிச் செல்ல முடியாது. இந்த வழக்கில், அது வலமிருந்து இடமாக பாயும்.

பதில்: இந்த எதிர்வினை வலமிருந்து இடமாக செல்கிறது.

இதனால், எதிர்வினை EMF நேர்மறையாக இருக்கும் திசையில் தொடரும். எப்போதும் அதிக ரெடாக்ஸ் திறன் கொண்ட அமைப்புகள் குறைந்த மதிப்பு கொண்ட அமைப்புகளை ஆக்ஸிஜனேற்றும்.

10. மின்வேதியியல் செயல்முறைகள்

ஆற்றலின் வேதியியல் மற்றும் மின்வேதியியல் வடிவங்களின் பரஸ்பர மாற்றத்தின் செயல்முறை மின்வேதியியல் செயல்முறைகள் என்று அழைக்கப்படுகிறது.மின் வேதியியல் செயல்முறைகளை இரண்டு முக்கிய குழுக்களாக பிரிக்கலாம்:

1) இரசாயன ஆற்றலை மின்வேதியியல் ஆற்றலாக மாற்றும் செயல்முறைகள் (கால்வனிக் கலங்களில்);

2) மின் ஆற்றலை இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றும் செயல்முறைகள் (மின்னாற்பகுப்பு).

ஒரு மின்வேதியியல் அமைப்பு இரண்டு மின்முனைகளையும் அவற்றுக்கிடையே ஒரு அயனி கடத்தியையும் கொண்டுள்ளது (உருகு, எலக்ட்ரோலைட் கரைசல் அல்லது திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் - 2 வது வகையான கடத்திகள்). எலக்ட்ரோட்கள் முதல் வகையான கடத்திகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை மின்னணு கடத்துத்திறன் மற்றும் அயனி கடத்தியுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன.மின்வேதியியல் அமைப்பின் செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்த, மின்முனைகள் ஒரு உலோக கடத்தி மூலம் ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கப்படுகின்றன, இது மின்வேதியியல் அமைப்பின் வெளிப்புற சுற்று என்று அழைக்கப்படுகிறது.

10.1 கால்வனிக் செல்கள் (மின்சாரத்தின் இரசாயன மூலங்கள்)

கால்வனிக் செல் (GE) என்பது ஒரு சாதனம் ஆகும், இதில் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் இரசாயன ஆற்றல் மின்சார மின்னோட்ட ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.கோட்பாட்டளவில், மின் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய எந்த OVRஐயும் பயன்படுத்தலாம்.

ஆர் எளிமையான GE களில் ஒன்றைக் கருத்தில் கொள்வோம் - தாமிரம் - துத்தநாகம், அல்லது டேனியல் - ஜகோபி உறுப்பு (படம் 10.1). துத்தநாகம் மற்றும் தாமிரத்தின் தகடுகள் அதில் ஒரு கடத்தியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் உலோகங்கள் ஒவ்வொன்றும் தொடர்புடைய உப்பின் கரைசலில் மூழ்கியுள்ளன: துத்தநாக சல்பேட் மற்றும் தாமிரம் (II) சல்பேட். அரை செல்கள் வெவ்வேறு பாத்திரங்களில் இருந்தால் மின்னாற்பகுப்பு விசை 1 மூலம் இணைக்கப்படும் அல்லது அவை ஒரே பாத்திரத்தில் இருந்தால் நுண்துளை பகிர்வு மூலம் பிரிக்கப்படும்.

திறந்த வெளிப்புற சுற்று - "செயலற்ற" பயன்முறையுடன் இந்த உறுப்பின் நிலையை முதலில் கருத்தில் கொள்வோம். பரிமாற்ற செயல்முறையின் விளைவாக, பின்வரும் சமநிலைகள் மின்முனைகளில் நிறுவப்பட்டுள்ளன, அவை நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், நிலையான மின்முனை ஆற்றல்களுடன் ஒத்திருக்கும்:

Zn 2+ + 2e -  Zn
= - 0.76V

Cu 2+ + 2e -  Cu
= +0.34V.

துத்தநாக மின்முனையின் திறன் செப்பு மின்முனையின் திறனை விட எதிர்மறையான மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது, எனவே, வெளிப்புற சுற்று மூடப்படும் போது, ​​அதாவது. உலோக கடத்தி மூலம் துத்தநாகத்தை தாமிரத்துடன் இணைக்கும் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் துத்தநாகத்திலிருந்து தாமிரத்திற்கு நகரும். துத்தநாகத்திலிருந்து தாமிரத்திற்கு எலக்ட்ரான்களை மாற்றுவதன் விளைவாக, துத்தநாக மின்முனையின் சமநிலை இடதுபுறமாக மாறும், எனவே கூடுதல் அளவு துத்தநாக அயனிகள் கரைசலில் செல்லும் (துத்தநாக மின்முனையில் துத்தநாகத்தின் கரைப்பு). அதே நேரத்தில், செப்பு மின்முனையின் சமநிலை வலதுபுறமாக மாறும் மற்றும் செப்பு அயனிகளின் வெளியேற்றம் ஏற்படும் (செப்பு மின்முனையில் செப்பு மழைப்பொழிவு). இந்த தன்னிச்சையான செயல்முறைகள் எலெக்ட்ரோடுகளின் சாத்தியக்கூறுகள் சமப்படுத்தப்படும் வரை அல்லது அனைத்து துத்தநாகமும் கரையும் வரை தொடரும் (அல்லது அனைத்து தாமிரமும் செப்பு மின்முனையில் வைக்கப்படும்).

எனவே, டேனியல்-ஜாகோபி உறுப்பு செயல்பாட்டின் போது, ​​பின்வரும் செயல்முறைகள் நிகழ்கின்றன:

1) துத்தநாக மின்முனையிலிருந்து தாமிரத்திற்கு வெளிப்புற சுற்றுகளில் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம், ஏனெனில்
<
;

2) துத்தநாக ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை: Zn - 2e - = Zn 2+.

மின் வேதியியலில் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகள் அனோட் செயல்முறைகள் என்றும், ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகள் நடைபெறும் மின்முனைகள் அனோட்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன;எனவே, துத்தநாக மின்முனையானது ஒரு நேர்மின்முனையாகும்;

3) செப்பு அயனிகளின் குறைப்பு எதிர்வினை: Cu 2+ + 2e = Cu.

மின் வேதியியலில் குறைப்பு செயல்முறைகள் கத்தோடிக் செயல்முறைகள் என்றும், குறைப்பு செயல்முறைகள் நடைபெறும் மின்முனைகள் கேத்தோட்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன;எனவே, செப்பு மின்முனையானது கேத்தோடாகும்;

4) கரைசலில் உள்ள அயனிகளின் இயக்கம்: அனான்கள் (SO 4 2-) நேர்மின்முனைக்கு, கேஷன்கள் (Cu 2+, Zn 2+) கேத்தோடிற்கு, கால்வனிக் கலத்தின் மின்சுற்றை மூடுகிறது;

5) மின்முனை எதிர்வினைகளை சுருக்கமாக, நாம் பெறுகிறோம்:

Zn + Cu 2+ = Cu + Zn 2+

அல்லது மூலக்கூறு வடிவத்தில்: Zn + CuSO 4 \u003d Cu + ZnSO 4.

இதன் விளைவாக இரசாயன எதிர்வினைஒரு கால்வனிக் கலத்தில், எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் செல்லின் உள்ளே உள்ள அயனிகளின் வெளிப்புற சுற்றுகளில் நிகழ்கிறது, அதாவது. மின்சாரம், எனவே கால்வனிக் கலத்தில் நிகழும் மொத்த இரசாயன எதிர்வினை மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு கால்வனிக் கலத்தின் வரைபடத்தை மாற்றியமைக்கும் திட்டக் குறிப்பில், 1 வது வகையின் கடத்திக்கும் 2 வது வகையின் கடத்திக்கும் இடையிலான இடைமுகம் ஒரு செங்குத்து கோட்டால் குறிக்கப்படுகிறது, மேலும் 2 வது வகையான கடத்திகளுக்கு இடையிலான இடைமுகம் இரண்டால் குறிக்கப்படுகிறது. கோடுகள். அனோட் - வெளிப்புற சுற்றுக்குள் நுழையும் எலக்ட்ரான்களின் ஆதாரம் - எதிர்மறையாகக் கருதப்படுகிறது, கேத்தோடு - நேர்மறை. அனோட் இடதுபுறத்தில் உள்ள சுற்றுகளில் வைக்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, டேனியல்-ஜாகோபி ஜிஇ திட்டம் இவ்வாறு எழுதப்பட்டுள்ளது:

(-) Zn |ZnSO 4 | |CuSO 4 | Cu(+)

அல்லது அயனி-மூலக்கூறு வடிவத்தில்:

(-) Zn |Zn 2+ ||Cu 2+ | Cu (+).

கால்வனிக் கலத்தில் மின்னோட்டத்தின் நிகழ்வு மற்றும் ஓட்டத்திற்கான காரணம் ரெடாக்ஸ் ஆற்றல்களில் உள்ள வேறுபாடு (எலக்ட்ரோடு பொட்டன்சிஸ்) 1 ) எலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசை E ஐ தீர்மானிக்கும் பகுதி எதிர்வினைகள் அட கால்வனிக் செல்,மற்றும் இந்த வழக்கில்:

பொதுவாக: ஈ அட =  செய்ய -  அ ,

இதில்  to என்பது கேத்தோடின் சாத்தியம்,  a என்பது நேர்மின்முனையின் திறன்.

E e எப்போதும் பூஜ்ஜியத்தை விட அதிகமாக இருக்கும் (E e > O). நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினை மேற்கொள்ளப்பட்டால், கவனிக்கப்பட்ட emf நிலையான எலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசை என்று அழைக்கப்படுகிறது இந்த உறுப்பு. டேனியல்-ஜாகோபி உறுப்புக்கு, நிலையான emf \u003d 0.34 - (-0.76) \u003d 1.1 (வி).

உதாரணமாக.

சி பி 3+ = 0.1 மோல் / கரைசலில் உலோக அயனிகளின் செறிவுடன் தங்கள் சொந்த உப்புகளின் கரைசல்களில் மூழ்கி, பிஸ்மத் மற்றும் இரும்பினால் உருவாக்கப்பட்ட கால்வனிக் கலத்திற்கான மின்முனை செயல்முறைகளின் சமன்பாடுகள் மற்றும் மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் எதிர்வினைகளை ஒரு வரைபடத்தை உருவாக்கவும். l, C Fe 2+ = 0.01 mol/l. இந்த உறுப்பின் EMFஐ 298K இல் கணக்கிடவும்.

தீர்வு.

கரைசலில் உள்ள உலோக அயனிகளின் செறிவு 1 mol / l இன் செறிவிலிருந்து வேறுபட்டது, எனவே நீங்கள் Nernst சமன்பாட்டின் படி உலோகங்களின் சாத்தியக்கூறுகளை கணக்கிட வேண்டும், அவற்றை ஒப்பிட்டு, நேர்மின்முனை மற்றும் கேத்தோடைத் தீர்மானிக்க வேண்டும்.

 me n + / me =  என்னைப் பற்றி n + / me +
lgSme n + ;

 இரு 3+ / இரு = 0.21 +
lg10 -1 = 0.19V;  F e 2+ / F e \u003d -0.44 +
lg10 -2 = - 0.499V.

இரும்பு மின்முனையானது நேர்மின்முனையாகும், பிஸ்மத் மின்முனையானது கேத்தோடாகும். GE திட்டம்:

(-)Fe |Fe(NO 3) 2 ||Bi(NO 3) 3 |Bi(+)

அல்லது (-) Fe|Fe 2+ ||Bi 3+ |Bi (+).

மின்முனை செயல்முறைகளின் சமன்பாடுகள் மற்றும் மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் எதிர்வினை:

A: Fe - 2 = Fe 2+ 3

கே: இரு 3+ + 3 = இரு 2

3 Fe + 2Bi 3+ = 3Fe 2+ + 2 Bi

இந்த உறுப்பு E e \u003d 0.19 - (-0.499) \u003d 0.689 V இன் EMF.

சில சந்தர்ப்பங்களில், எலக்ட்ரோடு உலோகம் எலக்ட்ரோடு செயல்பாட்டின் போது மாற்றங்களுக்கு உட்படாது, ஆனால் பொருளின் குறைக்கப்பட்ட வடிவத்திலிருந்து அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற வடிவத்திற்கு எலக்ட்ரான்களை மாற்றுவதில் மட்டுமே பங்கேற்கிறது. எனவே, ஒரு கால்வனிக் கலத்தில்

Pt |Fe 2+ , Fe 3+ || MNO , Mn 2+ , H + | Pt

பிளாட்டினம் செயலற்ற மின்முனைகளின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. இரும்பு (II) ஒரு பிளாட்டினம் அனோடில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது:

Fe 2+ - e - \u003d Fe 3+,

,

மற்றும் பிளாட்டினம் கேத்தோடில் MnO குறைக்கப்படுகிறது :

MnO 4 - + 8H + + 5e - \u003d Mn 2+ + 4H 2 O,.

தற்போதைய எதிர்வினை சமன்பாடு:

5Fe 2+ + MnO 4 - + 8H + = 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O

நிலையான EMF E \u003d 1.51-0.77 \u003d 0.74 V.

ஒரு கால்வனிக் செல் வேறுபட்டது மட்டுமல்லாமல், ஒரே எலக்ட்ரோலைட்டின் கரைசல்களில் மூழ்கியிருக்கும் ஒரே மாதிரியான மின்முனைகளாலும் உருவாக்கப்படலாம், இது செறிவு (செறிவு கால்வனிக் செல்கள்) மட்டுமே வேறுபடுகிறது. உதாரணத்திற்கு:

(-) Ag |Ag + ||Ag + |Ag (+)

சி ஏஜி  சி ஏஜி

மின்முனை எதிர்வினைகள்: A: Ag – eˉ = Ag + ;

K: Ag + + eˉ = Ag.

தற்போதைய எதிர்வினை சமன்பாடு: Ag+Ag + =Ag + +Ag.

முன்னணி பேட்டரி.பயன்படுத்தத் தயாராக இருக்கும் லீட்-அமில பேட்டரியானது கட்டப்பட்ட ஈயத் தகடுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றில் சில லெட் டையாக்சைடால் நிரப்பப்பட்டிருக்கும் மற்றும் மற்றவை பஞ்சுபோன்ற ஈய உலோகத்தால் நிரப்பப்படுகின்றன. தட்டுகள் H 2 SO 4 இன் 35 - 40% கரைசலில் மூழ்கியுள்ளன; இந்த செறிவில், சல்பூரிக் அமிலக் கரைசலின் மின் கடத்துத்திறன் அதிகபட்சமாக இருக்கும்.

பேட்டரி செயல்பாட்டின் போது - அது வெளியேற்றப்படும் போது - OVR அதில் ஏற்படுகிறது, இதன் போது ஈயம் (Pb) ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, மேலும் ஈய டை ஆக்சைடு குறைக்கப்படுகிறது:

(-) Рb|H 2 SO 4 | PbO 2 (+)

A: Pb + SO –2eˉ \u003d PbSO 4

கே: பிபிஓ 2 + எஸ்ஓ + 4Н + + 2еˉ = PbSO 4 + 2H 2 O

Pb + PbO 2 + 4H + + 2SO 4 2- \u003d 2PbSO 4 + 2H 2 O (தற்போதைய-உருவாக்கும் எதிர்வினை).
.

உள் சுற்றுகளில் (H 2 SO 4 கரைசலில்), பேட்டரி செயல்படும் போது, ​​அயனிகள் மாற்றப்படுகின்றன: SO 4 2- அயனிகள் அனோடை நோக்கி நகரும், மற்றும் H + கேஷன்கள் கேத்தோடை நோக்கி நகரும். இந்த இயக்கத்தின் திசையானது எலக்ட்ரோடு செயல்முறைகளின் நிகழ்வின் விளைவாக ஏற்படும் மின்சார புலத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: அனான்கள் அனோடில் நுகரப்படுகின்றன, மற்றும் கேஷன்கள் கேத்தோடில் நுகரப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, தீர்வு மின்சாரம் நடுநிலையாக உள்ளது.

பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய, அவை வெளிப்புற DC மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன ("+" முதல் "+", "-" to "-"). இந்த வழக்கில், மின்னோட்டம் மின்னோட்டத்தின் வழியாக எதிர் திசையில் பாய்கிறது, பேட்டரி டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்டபோது அது கடந்து சென்றதற்கு எதிர்; மின்னாற்பகுப்பு ஒரு மின்வேதியியல் அமைப்பில் நடைபெறுகிறது (பக். 10.2 பார்க்கவும்). இதன் விளைவாக, மின்முனைகளில் மின்வேதியியல் செயல்முறைகள் "தலைகீழ்". முன்னணி மின்முனையானது இப்போது குறைப்பு செயல்முறைக்கு உட்படுகிறது (மின்முனையானது கேத்தோடாக மாறுகிறது):

PbSO 4 + 2eˉ \u003d Pb + SO 4 2-.

PbO 2 மின்முனையில், சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறை நடைபெறுகிறது (மின்முனையானது நேர்மின்முனையாக மாறும்):

PbSO 4 + 2H 2 O - 2eˉ \u003d PbO 2 + 4H + + SO 4 2-.

சுருக்க சமன்பாடு:

2PbSO 4 + 2H 2 O \u003d Pb + PbO 2 + 4H + + 2SO 4 2-.

இந்த செயல்முறை பேட்டரி செயல்பாட்டின் போது நிகழும் செயல்களுக்கு நேர்மாறாக இருப்பதைக் காண்பது எளிது: பேட்டரி சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​அதன் செயல்பாட்டிற்குத் தேவையான பொருட்கள் மீண்டும் அதில் பெறப்படுகின்றன.

வேதியியல் செயல்முறைகளின் தன்னிச்சையான நிகழ்வுக்கான அளவுகோல் கிப்ஸ் இலவச ஆற்றலில் (ΔG) மாற்றம் ஆகும்.< О). Изменение энергии Гиббса ОВР связано с разностью окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов участников окислительно-восстановительного процесса Е:

F என்பது ஃபாரடேயின் மாறிலி; n என்பது ரெடாக்ஸ் செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை; E - ரெடாக்ஸ் சாத்தியமான வேறுபாடு அல்லது OVR எலக்ட்ரோமோட்டிவ் ஃபோர்ஸ் (இரண்டு ரெடாக்ஸ் அமைப்புகளால் உருவாக்கப்பட்ட கால்வனிக் கலத்தின் EMF):

E \u003d j 0 - j B,

இதில் j 0 என்பது ஆக்ஸிஜனேற்றியின் சாத்தியம், j B என்பது ரிடக்டண்டின் சாத்தியமாகும் .

மேலே கொடுக்கப்பட்டவை: OVR அதன் EMF நேர்மறையாக இருந்தால், முன்னோக்கி திசையில் பாய்கிறது, அதாவது. E>O; இல்லையெனில் (ஈ<О) ОВР будет протекать в обратном направлении. நிலையான நிபந்தனைகளுக்கு கணக்கிடப்பட்ட emf நிலையானது என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் E ஆல் குறிக்கப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டு 1: நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினை முன்னோக்கிச் செல்ல முடியுமா என்பதைத் தீர்மானிக்கவும்:

2Fe 3+ + 2 I D 2Fe 2+ + I 2 .

எதிர்வினை முன்னோக்கி செல்லும் போது, ​​Fe3 + அயனிகள் ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராகவும், அயோடைடு அயனிகள் (I) குறைக்கும் முகவராகவும் இருக்கும். நிலையான EMF ஐக் கணக்கிடுங்கள்:

பதில்: இந்த எதிர்வினை முன்னோக்கி மட்டுமே தொடர முடியும்.

எடுத்துக்காட்டு 2. நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் எதிர்வினையின் திசையைத் தீர்மானிக்கவும்:

2KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 + 8H 2 O D 2KMnO 4 + 16HCI.

எதிர்வினை முன்னோக்கி செல்கிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம்

எதிர்வினை முன்னோக்கிச் செல்ல முடியாது. இந்த வழக்கில், அது வலமிருந்து இடமாக பாயும்.

பதில்: இந்த எதிர்வினை வலமிருந்து இடமாக செல்கிறது.

இதனால், எதிர்வினை EMF நேர்மறையாக இருக்கும் திசையில் தொடரும். எப்போதும் அதிக ரெடாக்ஸ் திறன் கொண்ட அமைப்புகள் குறைந்த மதிப்பு கொண்ட அமைப்புகளை ஆக்ஸிஜனேற்றும்.

மின் வேதியியல் செயல்முறைகள்

ஆற்றலின் வேதியியல் மற்றும் மின் வடிவங்களின் பரஸ்பர மாற்றத்தின் செயல்முறைகள் மின் வேதியியல் செயல்முறைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.மின் வேதியியல் செயல்முறைகளை இரண்டு முக்கிய குழுக்களாக பிரிக்கலாம்:

1) இரசாயன ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் செயல்முறைகள் (கால்வனிக் கலங்களில்);

2) மின் ஆற்றலை இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றும் செயல்முறைகள் (மின்னாற்பகுப்பு).

ஒரு மின்வேதியியல் அமைப்பு இரண்டு மின்முனைகளையும் அவற்றுக்கிடையே ஒரு அயனி கடத்தியையும் கொண்டுள்ளது (உருகு, எலக்ட்ரோலைட் கரைசல் அல்லது திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் - 2 வது வகையான கடத்திகள்). எலக்ட்ரோட்கள் முதல் வகையான கடத்திகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை மின்னணு கடத்துத்திறன் மற்றும் அயனி கடத்தியுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன.மின்வேதியியல் அமைப்பின் செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்த, மின்முனைகள் ஒரு உலோக கடத்தி மூலம் ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கப்படுகின்றன, இது மின்வேதியியல் அமைப்பின் வெளிப்புற சுற்று என்று அழைக்கப்படுகிறது.

10.1 கால்வனிக் செல்கள் (மின்சாரத்தின் இரசாயன மூலங்கள்)

கால்வனிக் செல் (GE) என்பது ஒரு சாதனம் ஆகும், இதில் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் இரசாயன ஆற்றல் மின்சார மின்னோட்ட ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.கோட்பாட்டளவில், மின் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய எந்த OVRஐயும் பயன்படுத்தலாம்.

எளிமையான GE களில் ஒன்றைக் கவனியுங்கள் - தாமிரம்-துத்தநாகம் அல்லது டேனியல்-ஜாகோபி உறுப்பு (படம் 10.1). துத்தநாகம் மற்றும் தாமிரத்தின் தகடுகள் அதில் ஒரு கடத்தியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் உலோகங்கள் ஒவ்வொன்றும் தொடர்புடைய உப்பின் கரைசலில் மூழ்கியுள்ளன: துத்தநாக சல்பேட் மற்றும் தாமிரம் (II) சல்பேட். அரை-செல்கள் ஒரு மின்னாற்பகுப்பு விசையால் இணைக்கப்படும்1 அவை வெவ்வேறு பாத்திரங்களில் இருந்தால் அல்லது அவை ஒரே பாத்திரத்தில் இருந்தால் நுண்ணிய பகிர்வு மூலம் பிரிக்கப்படுகின்றன.

திறந்த வெளிப்புற சுற்று - "செயலற்ற" பயன்முறையுடன் இந்த உறுப்பின் நிலையை முதலில் கருத்தில் கொள்வோம். பரிமாற்ற செயல்முறையின் விளைவாக, பின்வரும் சமநிலைகள் மின்முனைகளில் நிறுவப்பட்டுள்ளன, அவை நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், நிலையான மின்முனை ஆற்றல்களுடன் ஒத்திருக்கும்:

Zn 2+ + 2e - D Zn \u003d - 0.76V

Cu 2+ + 2e - D Cu \u003d + 0.34V.

துத்தநாக மின்முனையின் திறன் செப்பு மின்முனையின் திறனை விட எதிர்மறையான மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது, எனவே, வெளிப்புற சுற்று மூடப்படும் போது, ​​அதாவது. உலோக கடத்தி மூலம் துத்தநாகத்தை தாமிரத்துடன் இணைக்கும் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் துத்தநாகத்திலிருந்து தாமிரத்திற்கு நகரும். துத்தநாகத்திலிருந்து தாமிரத்திற்கு எலக்ட்ரான்களை மாற்றுவதன் விளைவாக, துத்தநாக மின்முனையின் சமநிலை இடதுபுறமாக மாறும், எனவே கூடுதல் அளவு துத்தநாக அயனிகள் கரைசலில் செல்லும் (துத்தநாக மின்முனையில் துத்தநாகத்தின் கரைப்பு). அதே நேரத்தில், செப்பு மின்முனையின் சமநிலை வலதுபுறமாக மாறும் மற்றும் செப்பு அயனிகளின் வெளியேற்றம் ஏற்படும் (செப்பு மின்முனையில் செப்பு மழைப்பொழிவு). இந்த தன்னிச்சையான செயல்முறைகள் எலெக்ட்ரோடுகளின் சாத்தியக்கூறுகள் சமப்படுத்தப்படும் வரை அல்லது அனைத்து துத்தநாகமும் கரையும் வரை தொடரும் (அல்லது அனைத்து தாமிரமும் செப்பு மின்முனையில் வைக்கப்படும்).

எனவே, டேனியல்-ஜாகோபி உறுப்பு செயல்பாட்டின் போது (GE இன் உள் மற்றும் வெளிப்புற சுற்றுகள் மூடப்படும் போது), பின்வரும் செயல்முறைகள் நிகழ்கின்றன:

1) துத்தநாக மின்முனையிலிருந்து தாமிரத்திற்கு வெளிப்புற சுற்றுகளில் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம், ஏனெனில்< ;

2) துத்தநாக ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை: Zn - 2e - = Zn 2+.

மின் வேதியியலில் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகள் அனோட் செயல்முறைகள் என்றும், ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகள் நடைபெறும் மின்முனைகள் அனோட்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன;எனவே, துத்தநாக மின்முனையானது ஒரு நேர்மின்முனையாகும்;

3) செப்பு அயனிகளின் குறைப்பு எதிர்வினை: Cu 2+ + 2e = Cu.

மின் வேதியியலில் குறைப்பு செயல்முறைகள் கத்தோடிக் செயல்முறைகள் என்றும், குறைப்பு செயல்முறைகள் நடைபெறும் மின்முனைகள் கேத்தோட்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன;எனவே, செப்பு மின்முனையானது கேத்தோடாகும்;

4) கரைசலில் உள்ள அயனிகளின் இயக்கம்: அனான்கள் (SO 4 2-) நேர்மின்முனைக்கு, கேஷன்கள் (Cu 2+, Zn 2+) கேத்தோடிற்கு, கால்வனிக் கலத்தின் மின்சுற்றை மூடுகிறது.

இந்த இயக்கத்தின் திசையானது எலெக்ட்ரோட் செயல்முறைகளின் நிகழ்வின் விளைவாக ஏற்படும் மின்சார புலத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: அனான்கள் அனோடில் நுகரப்படுகின்றன, மற்றும் கேத்தோடில் கேஷன்ஸ்;

5) மின்முனை எதிர்வினைகளை சுருக்கமாக, நாம் பெறுகிறோம்:

Zn + Cu 2+ = Cu + Zn 2+

அல்லது மூலக்கூறு வடிவத்தில்: Zn + CuSO 4 \u003d Cu + ZnSO 4.

ஒரு கால்வனிக் கலத்தில் இந்த இரசாயன எதிர்வினையின் விளைவாக, எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் செல் உள்ளே உள்ள அயனிகளின் வெளிப்புற சுற்றுகளில் ஏற்படுகிறது, அதாவது. மின்சாரம், எனவே கால்வனிக் கலத்தில் நிகழும் மொத்த இரசாயன எதிர்வினை மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு கால்வனிக் கலத்தின் வரைபடத்தை மாற்றியமைக்கும் திட்டக் குறிப்பில், 1 வது வகையின் கடத்திக்கும் 2 வது வகையின் கடத்திக்கும் இடையிலான இடைமுகம் ஒரு செங்குத்து கோட்டால் குறிக்கப்படுகிறது, மேலும் 2 வது வகையான கடத்திகளுக்கு இடையிலான இடைமுகம் இரண்டால் குறிக்கப்படுகிறது. கோடுகள். அனோட் - வெளிப்புற சுற்றுக்குள் நுழையும் எலக்ட்ரான்களின் ஆதாரம் - எதிர்மறையாகக் கருதப்படுகிறது, கேத்தோடு - நேர்மறை. அனோட் இடதுபுறத்தில் உள்ள சுற்றுகளில் வைக்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, டேனியல்-ஜாகோபி ஜிஇ திட்டம் இவ்வாறு எழுதப்பட்டுள்ளது:

(-) Zn |ZnSO 4 | |CuSO 4 | Cu(+)

அல்லது அயனி-மூலக்கூறு வடிவத்தில்:

(-) Zn |Zn 2+ ||Cu 2+ | Cu (+).

கால்வனிக் கலத்தில் மின்னோட்டத்தின் நிகழ்வு மற்றும் ஓட்டத்திற்கான காரணம் ரெடாக்ஸ் ஆற்றல்களில் உள்ள வேறுபாடு (எலக்ட்ரோடு பொட்டன்சிஸ்) 1) கால்வனிக் கலத்தின் E e எலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசையை தீர்மானிக்கும் தனிப்பட்ட எதிர்வினைகள்,மற்றும் இந்த வழக்கில்:

பொது வழக்கில்: E e \u003d j k - j a,

இதில் j k என்பது கேத்தோட் சாத்தியம், j a என்பது நேர்மின்முனை திறன்.

E e எப்போதும் பூஜ்ஜியத்தை விட அதிகமாக இருக்கும் (E e > O). எதிர்வினை நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் மேற்கொள்ளப்பட்டால், இந்த வழக்கில் காணப்பட்ட EMF இந்த தனிமத்தின் நிலையான எலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசை என்று அழைக்கப்படுகிறது. டேனியல் - ஜாகோபி உறுப்புக்கு, நிலையான EMF \u003d 0.34 - (-0.76) \u003d 1.1 (V).

சி பி 3+ = 0.1 மோல் / கரைசலில் உலோக அயனிகளின் செறிவுடன் தங்கள் சொந்த உப்புகளின் கரைசல்களில் மூழ்கி, பிஸ்மத் மற்றும் இரும்பினால் உருவாக்கப்பட்ட கால்வனிக் கலத்திற்கான மின்முனை செயல்முறைகளின் சமன்பாடுகள் மற்றும் மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் எதிர்வினைகளை ஒரு வரைபடத்தை உருவாக்கவும். l, C Fe 2+ = 0.01 mol/l. இந்த உறுப்பின் EMFஐ 298K இல் கணக்கிடவும்.

கரைசலில் உள்ள உலோக அயனிகளின் செறிவு 1 mol / l இன் செறிவிலிருந்து வேறுபட்டது, எனவே நீங்கள் Nernst சமன்பாட்டின் படி உலோகங்களின் சாத்தியக்கூறுகளை கணக்கிட வேண்டும், அவற்றை ஒப்பிட்டு, நேர்மின்முனை மற்றும் கேத்தோடைத் தீர்மானிக்க வேண்டும்.

j me n + /me = j about me n + /me + lgSme n + ;

j Bi 3+ / Bi \u003d 0.21 + lg10 -1 \u003d 0.19V; j F e 2+ / F e \u003d -0.44 + lg10 -2 \u003d - 0.499V.

இரும்பு மின்முனையானது நேர்மின்முனையாகும், பிஸ்மத் மின்முனையானது கேத்தோடாகும். GE திட்டம்:

(-)Fe |Fe(NO 3) 2 ||Bi(NO 3) 3 |Bi(+)

அல்லது (-) Fe|Fe 2+ ||Bi 3+ |Bi (+).

மின்முனை செயல்முறைகளின் சமன்பாடுகள் மற்றும் மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் எதிர்வினை:

A: Fe - 2 = Fe 2+ 3

கே: இரு 3+ + 3 = இரு 2

3 Fe + 2Bi 3+ = 3Fe 2+ + 2 Bi

இந்த உறுப்பு E e \u003d 0.19 - (-0.499) \u003d 0.689 V இன் EMF.

சில சந்தர்ப்பங்களில், எலக்ட்ரோடு உலோகம் எலக்ட்ரோடு செயல்பாட்டின் போது மாற்றங்களுக்கு உட்படாது, ஆனால் பொருளின் குறைக்கப்பட்ட வடிவத்திலிருந்து அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற வடிவத்திற்கு எலக்ட்ரான்களை மாற்றுவதில் மட்டுமே பங்கேற்கிறது. எனவே, ஒரு கால்வனிக் கலத்தில்

Pt |Fe 2+ , Fe 3+ || MnO , Mn 2+ , H + | Pt

பிளாட்டினம் செயலற்ற மின்முனைகளின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. இரும்பு (II) ஒரு பிளாட்டினம் அனோடில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது:

Fe 2+ - e - \u003d Fe 3+, ,

மற்றும் பிளாட்டினம் கேத்தோடில் MnO குறைக்கப்படுகிறது:

MnO 4 - + 8H + + 5e - \u003d Mn 2+ + 4H 2 O,

தற்போதைய எதிர்வினை சமன்பாடு:

5Fe 2+ + MnO 4 - + 8H + = 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O

நிலையான EMF E \u003d 1.51-0.77 \u003d 0.74 V.

ஒரு கால்வனிக் செல் வேறுபட்டது மட்டுமல்லாமல், ஒரே எலக்ட்ரோலைட்டின் கரைசல்களில் மூழ்கியிருக்கும் ஒரே மாதிரியான மின்முனைகளாலும் உருவாக்கப்படலாம், இது செறிவு (செறிவு கால்வனிக் செல்கள்) மட்டுமே வேறுபடுகிறது. உதாரணத்திற்கு:

(-) Ag |Ag + ||Ag + |Ag (+)

சி ஏஜி< C Ag

மின்முனை எதிர்வினைகள்: A: Ag – eˉ = Ag + ;

K: Ag + + eˉ = Ag.

தற்போதைய எதிர்வினை சமன்பாடு: Ag + Ag + = Ag + + Ag.

முன்னணி பேட்டரி.பயன்படுத்தத் தயாராக இருக்கும் லீட்-அமில பேட்டரியானது கட்டப்பட்ட ஈயத் தகடுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றில் சில லெட் டையாக்சைடால் நிரப்பப்பட்டிருக்கும் மற்றும் மற்றவை பஞ்சுபோன்ற ஈய உலோகத்தால் நிரப்பப்படுகின்றன. தட்டுகள் H 2 SO 4 இன் 35 - 40% கரைசலில் மூழ்கியுள்ளன; இந்த செறிவில், சல்பூரிக் அமிலக் கரைசலின் மின் கடத்துத்திறன் அதிகபட்சமாக இருக்கும்.

பேட்டரி செயல்பாட்டின் போது - அது வெளியேற்றப்படும் போது - OVR அதில் ஏற்படுகிறது, இதன் போது ஈயம் (Pb) ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, மேலும் ஈய டை ஆக்சைடு குறைக்கப்படுகிறது:

(-) Рb|H 2 SO 4 | PbO 2 (+)

A: Pb + SO -2eˉ = PbSO 4

K: РbО 2 + SO + 4Н + + 2еˉ = PbSO 4 + 2H 2 O

Pb + PbO 2 + 4H + + 2SO 4 2- \u003d 2PbSO 4 + 2H 2 O (தற்போதைய-உருவாக்கும் எதிர்வினை). .

உள் சுற்றுகளில் (H 2 SO 4 கரைசலில்), பேட்டரி செயல்படும் போது, ​​அயனிகள் மாற்றப்படுகின்றன: SO 4 2- அயனிகள் அனோடை நோக்கி நகரும், மற்றும் H + கேஷன்கள் கேத்தோடை நோக்கி நகரும். இந்த இயக்கத்தின் திசையானது எலக்ட்ரோடு செயல்முறைகளின் நிகழ்வின் விளைவாக ஏற்படும் மின்சார புலத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: அனான்கள் அனோடில் நுகரப்படுகின்றன, மற்றும் கேஷன்கள் கேத்தோடில் நுகரப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, தீர்வு மின்சாரம் நடுநிலையாக உள்ளது.

பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய, அவை வெளிப்புற DC மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன ("+" முதல் "+", "-" to "-"). இந்த வழக்கில், மின்னோட்டம் மின்னோட்டத்தின் வழியாக எதிர் திசையில் பாய்கிறது, பேட்டரி டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்டபோது அது கடந்து சென்றதற்கு எதிர்; மின்னாற்பகுப்பு ஒரு மின்வேதியியல் அமைப்பில் நடைபெறுகிறது (பக். 10.2 பார்க்கவும்). இதன் விளைவாக, மின்முனைகளில் மின்வேதியியல் செயல்முறைகள் "தலைகீழ்". முன்னணி மின்முனையானது இப்போது குறைப்பு செயல்முறைக்கு உட்படுகிறது (மின்முனையானது கேத்தோடாக மாறுகிறது):

PbSO 4 + 2eˉ \u003d Pb + SO 4 2-.

PbO 2 மின்முனையில், சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறை நடைபெறுகிறது (மின்முனையானது நேர்மின்முனையாக மாறும்):

PbSO 4 + 2H 2 O - 2eˉ \u003d PbO 2 + 4H + + SO 4 2-.

சுருக்க சமன்பாடு:

2PbSO 4 + 2H 2 O \u003d Pb + PbO 2 + 4H + + 2SO 4 2-.

இந்த செயல்முறை பேட்டரி செயல்பாட்டின் போது நிகழும் செயல்களுக்கு நேர்மாறாக இருப்பதைக் காண்பது எளிது: பேட்டரி சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​அதன் செயல்பாட்டிற்குத் தேவையான பொருட்கள் மீண்டும் அதில் பெறப்படுகின்றன.

மின்னாற்பகுப்பு

மின்னாற்பகுப்பு என்பது ஒரு ரெடாக்ஸ் எதிர்வினை ஆகும், இது ஒரு கரைசலில் உள்ள மின்முனைகளில் நிகழ்கிறது அல்லது வெளிப்புற மூலத்திலிருந்து வழங்கப்பட்ட நேரடி மின்சாரத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு எலக்ட்ரோலைட்டின் உருகும்.மின்னாற்பகுப்பு மின் ஆற்றலை இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. மின்னாற்பகுப்பு மேற்கொள்ளப்படும் சாதனம் எலக்ட்ரோலைசர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. எலக்ட்ரோலைசரின் (கேத்தோடு) எதிர்மறை மின்முனையில், குறைப்பு செயல்முறை நிகழ்கிறது - ஆக்ஸிஜனேற்றமானது மின்சுற்றிலிருந்து வரும் எலக்ட்ரான்களை இணைக்கிறது, மேலும் நேர்மறை மின்முனையில் (அனோட்) - ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறை - குறைக்கும் முகவரிடமிருந்து எலக்ட்ரான்களை மின்சாரத்திற்கு மாற்றுகிறது. சுற்று.

இந்த வழியில், மின்முனைகளின் மின்னோட்டத்தின் அறிகுறிகளின் விநியோகம் கால்வனிக் கலத்தின் செயல்பாட்டின் போது இருக்கும் அதற்கு நேர்மாறானது.இதற்குக் காரணம், மின்னாற்பகுப்பின் போது நிகழும் செயல்முறைகள், கொள்கையளவில், கால்வனிக் கலத்தின் செயல்பாட்டின் போது நிகழும் செயல்முறைகளின் தலைகீழ் ஆகும். மின்னாற்பகுப்பின் போது, ​​​​வெளியில் இருந்து வழங்கப்படும் மின்சாரத்தின் ஆற்றல் காரணமாக செயல்முறைகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் கால்வனிக் கலத்தின் செயல்பாட்டின் போது, ​​அதில் நிகழும் தன்னிச்சையான இரசாயன எதிர்வினையின் ஆற்றல் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறைகளுக்கு DG>0, அதாவது. நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், அவை தன்னிச்சையாக செல்லாது.

உருகும் மின்னாற்பகுப்பு.சோடியம் குளோரைடு உருகுவதன் மின்னாற்பகுப்பைக் கவனியுங்கள் (படம் 10.2). எலக்ட்ரோலைட் ஒரு வகை கேஷன் (Na +) மற்றும் ஒரு வகை அனான்கள் (Cl) ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும் போது இது மின்னாற்பகுப்பின் எளிய நிகழ்வு ஆகும், மேலும் மின்னாற்பகுப்பில் பங்கேற்கக்கூடிய வேறு எந்த துகள்களும் இல்லை. NaCl உருகலின் மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறை பின்வருமாறு தொடர்கிறது. வெளிப்புற மின்னோட்ட மூலத்தைப் பயன்படுத்தி, எலக்ட்ரான்கள் ஒரு மின்முனைக்கு கொண்டு வரப்பட்டு, அதற்கு எதிர்மறையான கட்டணத்தை அளிக்கிறது. Na + கேஷன்கள் ஒரு மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் எதிர்மறை மின்முனைக்கு நகர்கின்றன, வெளிப்புற சுற்று வழியாக வரும் எலக்ட்ரான்களுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன. இந்த மின்முனையானது கேத்தோடாகும், மேலும் அதன் மீது Na + கேஷன்களைக் குறைக்கும் செயல்முறை நடைபெறுகிறது. Cl அனான்கள் நேர்மறை மின்முனையை நோக்கி நகர்கின்றன, மேலும் நேர்மின்முனைக்கு எலக்ட்ரான்களை நன்கொடையாக அளித்து, ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகின்றன. மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறையானது எலக்ட்ரோலைட்டின் விலகல், அயனிகளின் இயக்கத்தின் திசை, மின்முனைகளின் செயல்முறைகள் மற்றும் வெளியிடப்பட்ட பொருட்கள் ஆகியவற்றைக் காட்டும் வரைபடத்தால் காட்சிப்படுத்தப்படுகிறது. . சோடியம் குளோரைடு உருகுவதற்கான மின்னாற்பகுப்பு திட்டம் இதுபோல் தெரிகிறது:

NaCl = Na + + Cl

(-) கேத்தோடு: Na + Anode (+): Cl

Na ++ e - = Na 2Cl - 2eˉ = Cl 2

சுருக்க சமன்பாடு:

2Na + + 2Cl மின்னாற்பகுப்பு 2Na + Cl 2

அல்லது மூலக்கூறு வடிவில்

2NaCl மின்னாற்பகுப்பு 2Na + Cl 2

இந்த எதிர்வினை ஒரு ரெடாக்ஸ் எதிர்வினை: ஆக்சிஜனேற்றம் செயல்முறை நேர்மின்முனையில் நிகழ்கிறது, மற்றும் குறைப்பு செயல்முறை கேத்தோடில் நிகழ்கிறது.

எலக்ட்ரோலைட் தீர்வுகளின் மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறைகளில், நீர் மூலக்கூறுகள் பங்கேற்கலாம் மற்றும் மின்முனைகளின் துருவமுனைப்பு நடைபெறுகிறது.

துருவமுனைப்பு மற்றும் அதிக மின்னழுத்தம்.மின்சுற்றில் மின்சாரம் இல்லாத நிலையில் எலக்ட்ரோலைட் தீர்வுகளில் தீர்மானிக்கப்படும் மின்முனை ஆற்றல்கள் சமநிலை ஆற்றல்கள் (நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் - நிலையான மின்முனை ஆற்றல்கள்) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. மின்னோட்டத்தின் பத்தியில், மின்முனைகளின் சாத்தியக்கூறுகள் மாறுகின்றன . மின்னோட்டத்தின் போது மின்னோட்டத்தின் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் துருவமுனைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது:

Dj \u003d j i - jp,

எங்கே Dj - துருவமுனைப்பு;

j i மின்னோட்டத்தின் போது மின்முனையின் சாத்தியம்;

j p என்பது மின்முனையின் சமநிலை சாத்தியமாகும்.

மின்னோட்டத்தின் போது சாத்தியமான மாற்றத்திற்கான காரணம் அறியப்பட்டால், "துருவமுனைப்பு" என்ற சொல்லுக்கு பதிலாக, இந்த வார்த்தையைப் பயன்படுத்தவும் "அதிக மின்னழுத்தம்".இது கத்தோடிக் ஹைட்ரஜன் பரிணாமம் (ஹைட்ரஜன் எழுச்சி) போன்ற சில குறிப்பிட்ட செயல்முறைகளுடன் தொடர்புடையது.

துருவமுனைப்பை சோதனை ரீதியாக தீர்மானிக்க, மின்முனையின் வழியாக பாயும் தற்போதைய அடர்த்தியின் மீது மின்முனை ஆற்றலின் சார்பு வளைவு கட்டப்பட்டுள்ளது. மின்முனைகள் பரப்பளவில் வேறுபட்டிருக்கலாம் என்பதால், அதே ஆற்றலில் உள்ள மின்முனையின் பகுதியைப் பொறுத்து, வெவ்வேறு நீரோட்டங்கள் இருக்கலாம்; எனவே, மின்னோட்டம் பொதுவாக ஒரு யூனிட் பரப்பளவு என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. மின்னோட்ட பகுதி S க்கும் மின்னோட்டம் Iக்கும் இடையிலான விகிதம் தற்போதைய அடர்த்தி I எனப்படும்:

தற்போதைய அடர்த்தியின் சாத்தியத்தின் வரைகலை சார்பு துருவமுனைப்பு வளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது(படம் 10.3). மின்னோட்டத்தின் பத்தியுடன், எலக்ட்ரோலைசரின் மின்முனைகளின் சாத்தியக்கூறுகள் மாறுகின்றன, அதாவது. மின்முனை துருவமுனைப்பு ஏற்படுகிறது. கத்தோடிக் துருவமுனைப்பு (Dj k) காரணமாக, கத்தோட் திறன் மிகவும் எதிர்மறையாகிறது, மேலும் அனோடிக் துருவமுனைப்பு (Dj a) காரணமாக, நேர்மின்வாயில் திறன் மிகவும் நேர்மறையாகிறது.

எலக்ட்ரோலைட் தீர்வுகளின் மின்னாற்பகுப்பில் எலக்ட்ரோடு செயல்முறைகளின் வரிசை.நீர் மூலக்கூறுகள், H + மற்றும் OH அயனிகள் ஊடகத்தின் தன்மையைப் பொறுத்து மின்னாற்பகுப்பு தீர்வுகளின் மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறைகளில் பங்கேற்கலாம். எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் அக்வஸ் கரைசல்களின் மின்னாற்பகுப்பின் தயாரிப்புகளை நிர்ணயிக்கும் போது, ​​எளிமையான சந்தர்ப்பங்களில், பின்வரும் கருத்தில் ஒருவர் வழிநடத்தப்படலாம்:

1. கத்தோடிக் செயல்முறைகள்.

1.1 கேத்தோடில், மிக உயர்ந்த மின்முனை ஆற்றலால் வகைப்படுத்தப்படும் செயல்முறைகள், அதாவது. வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்கள் முதலில் குறைக்கப்படுகின்றன.

1.2 ஹைட்ரஜன் (Cu 2+ , Ag + , Hg 2+ , Au 3+ மற்றும் பிற குறைந்த செயலில் உள்ள உலோக கேஷன்கள் - p.11.2 ஐப் பார்க்கவும்) விட நிலையான மின்முனைத் திறனைக் கொண்ட உலோக கேஷன்கள் மின்னாற்பகுப்பின் போது கேத்தோடில் முற்றிலும் குறைக்கப்படுகின்றன. :

நான் n + + neˉ "நான்.

1.3 மெட்டல் கேஷன்கள், ஹைட்ரஜனை விட மிகக் குறைவாக இருக்கும் (லி + முதல் ஆல் 3+ வரையிலான "வோல்டேஜ்களின் வரிசையில்" உள்ளவை, அதாவது செயலில் உள்ள உலோக கேஷன்கள்), கேத்தோடில் குறைக்கப்படுவதில்லை, ஏனெனில் நீர் மூலக்கூறுகள் குறைக்கப்படுகின்றன. கேத்தோடில்:

2H 2 O + 2eˉ ® H 2 + 2OH.

அமிலக் கரைசல்களிலிருந்து ஹைட்ரஜனின் மின்வேதியியல் வெளியீடு ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் வெளியேற்றத்தின் காரணமாக ஏற்படுகிறது:

2Н + + 2еˉ " Н 2 .

1.4 நிலையான மின்முனைத் திறனைக் கொண்ட உலோகக் கேஷன்கள் ஹைட்ரஜனை விடக் குறைவாகவும், ஆனால் அலுமினியத்தை விட அதிகமாகவும் (அல் 3+ முதல் 2H + வரையிலான "வோல்டேஜ்களின் வரிசையில்" நிற்கிறது - நடுத்தர செயல்பாட்டின் உலோக கேஷன்கள்), கேத்தோடில் மின்னாற்பகுப்பின் போது , அவை நீர் மூலக்கூறுகளுடன் ஒரே நேரத்தில் குறைக்கப்படுகின்றன:

Me n + + neˉ ® Me

2H 2 O + 2eˉ ® H 2 + 2OH.

இந்த குழுவில் அயனிகள் Sn 2+, Pb 2+, Ni 2+, Co 2+, Zn 2+, Cd 2+ போன்றவை அடங்கும். இந்த உலோக அயனிகள் மற்றும் ஹைட்ரஜனின் நிலையான சாத்தியக்கூறுகளை ஒப்பிடும் போது, ​​உலோகங்களின் மழைப்பொழிவு கேத்தோடு. இருப்பினும், நீங்கள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும்:

ஹைட்ரஜன் மின்முனையின் நிலையான சாத்தியம் n+ [H + ] 1 mol/l ஐக் குறிக்கிறது., i.е. pH=0; pH இன் அதிகரிப்புடன், ஹைட்ரஜன் மின்முனையின் திறன் குறைகிறது, மேலும் எதிர்மறையாகிறது ( ; பிரிவு 10.3 ஐப் பார்க்கவும்); அதே நேரத்தில், கரையாத ஹைட்ராக்சைடுகள் வீழ்படியாத பகுதியில் உள்ள உலோகங்களின் சாத்தியங்கள் pH ஐச் சார்ந்து இல்லை;

ஹைட்ரஜன் குறைப்பு செயல்முறையின் துருவமுனைப்பு இந்த குழுவின் உலோக அயனிகளின் வெளியேற்றத்தின் துருவமுனைப்பை விட அதிகமாக உள்ளது (வேறுவிதமாகக் கூறினால், பல உலோக அயனிகளின் வெளியேற்றத்தின் அதிக மின்னழுத்தத்துடன் ஒப்பிடும்போது கேத்தோடில் ஹைட்ரஜன் பரிணாமம் அதிக மின்னழுத்தத்துடன் நிகழ்கிறது. இந்த குழு); எடுத்துக்காட்டு: ஹைட்ரஜன் மற்றும் துத்தநாகத்தின் கத்தோடிக் வெளியீட்டின் துருவமுனைப்பு வளைவுகள் (படம் 10.4).

இந்த படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும், துத்தநாக மின்முனையின் சமநிலை திறன் ஹைட்ரஜன் மின்முனையின் திறனை விட குறைவாக உள்ளது; குறைந்த மின்னோட்ட அடர்த்தியில், கேத்தோடில் ஹைட்ரஜன் மட்டுமே வெளியிடப்படுகிறது. ஆனால் மின்முனையின் ஹைட்ரஜன் அதிக மின்னழுத்தம் துத்தநாக மின்முனையின் அதிக மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமாக உள்ளது, எனவே, தற்போதைய அடர்த்தியின் அதிகரிப்புடன், துத்தநாகமும் மின்முனையில் வெளியிடத் தொடங்குகிறது. சாத்தியமான φ 1 இல், ஹைட்ரஜன் மற்றும் துத்தநாகத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியின் தற்போதைய அடர்த்தி ஒரே மாதிரியாக இருக்கும், மேலும் φ 2 இல், அதாவது. துத்தநாகம் முக்கியமாக மின்முனையில் வெளியிடப்படுகிறது.

2. அனோட் செயல்முறைகள்.

2.1 அனோடில், மிகக் குறைந்த மின்முனை ஆற்றலால் வகைப்படுத்தப்படும் செயல்முறைகள் முதலில் நிகழ்கின்றன, அதாவது. வலுவான குறைக்கும் முகவர்கள் முதலில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகின்றன.

2.2 பொதுவாக அனோட்கள் செயலற்ற (கரையாத) மற்றும் செயலில் (கரையக்கூடிய) பிரிக்கப்படுகின்றன. முந்தையவை நிலக்கரி, கிராஃபைட், டைட்டானியம், பிளாட்டினம் உலோகங்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன, அவை குறிப்பிடத்தக்க நேர்மறை மின்முனை திறன் கொண்டவை அல்லது நிலையான பாதுகாப்பு படத்துடன் மூடப்பட்டிருக்கும், எலக்ட்ரான்களின் கடத்திகளாக மட்டுமே செயல்படுகின்றன. இரண்டாவதாக எலக்ட்ரோலைட் கரைசலில் அயனிகள் இருக்கும் உலோகங்கள் - தாமிரம், துத்தநாகம், வெள்ளி, நிக்கல் போன்றவை.

2.3 காரங்கள், ஆக்ஸிஜன் கொண்ட அமிலங்கள் மற்றும் அவற்றின் உப்புகள், அத்துடன் HF மற்றும் அதன் உப்புகள் (ஃவுளூரைடுகள்) ஆகியவற்றின் அக்வஸ் கரைசல்களின் மின்னாற்பகுப்பின் போது ஒரு செயலற்ற நேர்மின்முனையில், ஆக்ஸிஜனின் வெளியீட்டில் ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளின் மின் வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றம் ஏற்படுகிறது. தீர்வின் pH ஐப் பொறுத்து, இந்த செயல்முறை வேறுபட்டது மற்றும் வெவ்வேறு சமன்பாடுகளால் எழுதப்படலாம்:

a) அமில மற்றும் நடுநிலை சூழல்களில்

2 H 2 O - 4eˉ \u003d O 2 + 4 H +;

b) கார சூழலில்

4OH - 4eˉ \u003d O 2 + 2H 2 O.

ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளின் ஆக்சிஜனேற்றத் திறன் (ஆக்ஸிஜன் மின்முனை திறன்) சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது (பிரிவு 10.3 ஐப் பார்க்கவும்):

ஆக்ஸிஜன் கொண்ட அனான்கள் SO, SO, NO, CO, PO போன்றவை. அல்லது ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய முடியாது, அல்லது அவற்றின் ஆக்சிஜனேற்றம் மிக அதிக ஆற்றல்களில் நிகழ்கிறது, எடுத்துக்காட்டாக: 2SO - 2eˉ \u003d S 2 O \u003d 2.01 V.

2.4 அனாக்ஸிக் அமிலங்கள் மற்றும் அவற்றின் உப்புகளின் (HF மற்றும் அதன் உப்புகளைத் தவிர) அக்வஸ் கரைசல்களின் மின்னாற்பகுப்பின் போது, ​​அவற்றின் அனான்கள் செயலற்ற நேர்மின்முனையில் வெளியேற்றப்படுகின்றன.

HCl மற்றும் அதன் உப்புகளின் கரைசலின் மின்னாற்பகுப்பின் போது குளோரின் (Cl 2) வெளியீடு, HBr மற்றும் அதன் உப்புகளின் கரைசலின் மின்னாற்பகுப்பின் போது புரோமின் (Br 2) வெளியீடு அமைப்புகளின் பரஸ்பர நிலைக்கு முரண்படுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்க.

2Cl - 2eˉ \u003d Cl 2 \u003d 1.356 V

2Br - 2eˉ \u003d Br 2 \u003d 1.087 V

2H 2 O - 4eˉ \u003d O 2 + 4 H + \u003d 0.82 V (pH \u003d 7)

இந்த ஒழுங்கின்மை செயல்முறைகளின் அனோடிக் துருவமுனைப்புடன் தொடர்புடையது (படம் 10.5). காணக்கூடியது போல, ஆக்ஸிஜன் மின்முனையின் சமநிலை திறன் (நீரில் இருந்து ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளின் ஆக்சிஜனேற்ற திறன்) குளோரைடு மின்முனையின் சமநிலை ஆற்றலை விட (குளோரைடு அயனிகளின் ஆக்சிஜனேற்ற திறன்) குறைவாக உள்ளது. எனவே, குறைந்த மின்னோட்ட அடர்த்தியில், ஆக்ஸிஜன் மட்டுமே வெளியிடப்படுகிறது. இருப்பினும், ஆக்ஸிஜனின் பரிணாமம் குளோரின் பரிணாமத்தை விட அதிக துருவமுனைப்புடன் தொடர்கிறது, எனவே, ஒரு ஆற்றலில், குளோரின் மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் பரிணாமத்திற்கான நீரோட்டங்கள் ஒப்பிடப்படுகின்றன, மேலும் ஒரு சாத்தியமான (அதிக மின்னோட்ட அடர்த்தி) குளோரின் முக்கியமாக வெளியிடப்படுகிறது.

2.5. உலோக நேர்மின்முனையின் திறன் OH அயனிகள் அல்லது கரைசலில் அல்லது மின்முனையில் இருக்கும் பிற பொருட்களின் திறனை விட குறைவாக இருந்தால், மின்னாற்பகுப்பு செயலில் உள்ள எதிர்முனையுடன் தொடர்கிறது.செயலில் உள்ள அனோட் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டு, கரைகிறது: Me - neˉ ® Me n + .

தற்போதைய வெளியீடு . இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மின்முனை எதிர்வினைகளின் சாத்தியங்கள் சமமாக இருந்தால், இந்த எதிர்வினைகள் ஒரே நேரத்தில் மின்முனையில் தொடர்கின்றன.இந்த வழக்கில், மின்முனையின் வழியாக செல்லும் மின்சாரம் இந்த அனைத்து எதிர்வினைகளிலும் நுகரப்படுகிறது. ஒரு பொருளின் (பி ஜே) மாற்றத்திற்காக செலவழிக்கப்பட்ட மின்சாரத்தின் அளவு பகுதி அழைக்கப்படுகிறது இந்த பொருளின் தற்போதைய வெளியீடு:

(Bj) % = (Qj/Q) . 100,

இதில் Q j என்பது j-வது பொருளின் மாற்றத்திற்காக செலவழிக்கப்பட்ட மின்சாரத்தின் அளவு; Q என்பது மின்முனையின் வழியாக அனுப்பப்படும் மின்சாரத்தின் மொத்த அளவு.

உதாரணமாக, அத்திப்பழத்திலிருந்து. 10.4 கத்தோடிக் துருவமுனைப்பு அதிகரிப்பதன் மூலம் துத்தநாகத்தின் தற்போதைய செயல்திறன் அதிகரிக்கிறது. இந்த எடுத்துக்காட்டில், அதிக ஹைட்ரஜன் ஓவர்வோல்டேஜ் ஒரு நேர்மறையான நிகழ்வாகும். இதன் விளைவாக, மாங்கனீசு, துத்தநாகம், குரோமியம், இரும்பு, கோபால்ட், நிக்கல் மற்றும் பிற உலோகங்கள் கேத்தோடில் உள்ள அக்வஸ் கரைசல்களிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்படலாம்.

ஃபாரடேயின் சட்டம்.கடத்திச் செல்லும் மின்சாரத்தின் அளவு மற்றும் மின்முனையில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட அல்லது குறைக்கப்பட்ட பொருளின் அளவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான கோட்பாட்டு உறவு ஃபாரடேயின் விதியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒரு வேதியியல் மாற்றத்திற்கு உட்பட்ட எலக்ட்ரோலைட்டின் நிறை, அதே போல் மின்முனைகளில் வெளியிடப்படும் பொருட்களின் நிறை, எலக்ட்ரோலைட் வழியாக அனுப்பப்படும் மின்சாரத்தின் அளவு மற்றும் பொருட்களின் சமமான மோலார் வெகுஜனங்களுக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும்:மீ \u003d எம் இ இட் / எஃப்,

m என்பது இரசாயன மாற்றத்திற்கு உட்பட்ட எலக்ட்ரோலைட்டின் நிறை,

அல்லது பொருட்களின் நிறை - மின்னாற்பகுப்பின் தயாரிப்புகள், மின்முனைகளில் வெளியிடப்படுகின்றன, g; எம் இ - மோலார் நிறைபொருள் சமமான, g/mol; நான் - தற்போதைய வலிமை, ஏ; t என்பது மின்னாற்பகுப்பின் காலம், s; F - ஃபாரடே எண் - 96480 C / mol.

எடுத்துக்காட்டு 1மின்னாற்பகுப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது? நீர் பத திரவம்சோடியம் சல்பேட் கார்பன் (மந்த) நேர்மின்முனையுடன்?

Na 2 SO 4 \u003d 2Na + + SO

H 2 O D H + + OH

சுருக்க சமன்பாடு:

6H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 + 4OH + 4H +

அல்லது மூலக்கூறு வடிவில்

6H 2 O + 2Na 2 SO 4 \u003d 2H 2 + O 2 + 4NaOH + 2H 2 SO 4.

Na + அயனிகள் மற்றும் OH - அயனிகள் கேத்தோடு இடத்தில் குவிகின்றன; ஒரு காரம் உருவாகிறது, மேலும் நேர்மின்முனைக்கு அருகில் சல்பூரிக் அமிலம் உருவாவதால் சுற்றுச்சூழல் அமிலமாகிறது. கேத்தோடு மற்றும் அனோட் இடைவெளிகள் ஒரு பகிர்வு மூலம் பிரிக்கப்படாவிட்டால், H + மற்றும் OH அயனிகள் தண்ணீரை உருவாக்குகின்றன, மேலும் சமன்பாடு வடிவத்தை எடுக்கும்