ЭДС и электродные потенциалы

Теоретические вопросы

36.1. Какое устройство называется гальваническим элементом? Что из себя представляет простейший гальванический элемент?

36.2. Какой электрохимический элемент называется правильно разомкнутым?

36.3. Дайте определение обратимого и необратимого электрохимического элемента, приведите примеры.

36.4. Что является важнейшей количественной характеристикой гальванического элемента?

36.5. От каких параметров зависит ЭДС обратимого электрохимического элемента? Расположите их в порядке уменьшения значимости.

36.6. Каким правилом следует руководствоваться при записи схемы электрохимического элемента? В каком направлении движутся при этом электроны и катионы?

36.7. Какая реакция (окисления или восстановления) протекает на положительном полюсе гальванического элемента? Приведите пример.

36.8. Какая реакция (окисления или восстановления) протекает на отрицательном полюсе гальванического элемента? Приведите пример.

36.9. Для чего служит электролитический ключ (мостик) и какие требования предъявляются к раствору ключа?

36.10. Как связана ЭДС обратимого электрохимического элемента с изменением изобарного и изохорного потенциала электрохимической системы?

36.11. От чего зависит соотношение между электрической энергией, генерируемой в электрохимической системе, и тепловым эффектом протекающей в ней реакции? Какие при этом возможны варианты?

36.12. Что такое теплота Пелетье? Как она связана с тепловым эффектом реакции, протекающей в электрохимической системе?

36.13. При работе в обратимых условиях гальванический элемент выделяет тепло. Зависит ли и как ЭДС этого элемента от температуры?

36.14. Гальванический элемент совершает электрическую работу без изменения внутренней энергии. В каком соотношении (что больше?) находятся для этого случая величина электрической работы (nFE) и величина теплоты (Q), которой элемент обменивается с окружающей средой? Какой знак в этом случае имеет температурный коэффициент ЭДС?

36.15. Для гальванического элемента, работающего в обратимых условиях, ЭДС при 25°С больше, чем при 0°С. С выделением или поглощением тепла работает этот элемент?

36.16. Меняется ли и как внутренняя энергия гальванического элемента, если его ЭДС не зависит от температуры? Почему?

36.17. Какие константы и экспериментальные данные необходимо иметь, чтобы подсчитать электрическую работу, совершаемую гальваническим элементом?

36.18. Величина dE/dT для гальванического элемента меньше нуля. Определите: а) выделяется или поглощается тепло при работе такого элемента; б) увеличивается или уменьшается энтропия в результате реакции, протекающей в таком элементе.

36.19. Что такое стандартная ЭДС электрохимической системы? От каких параметров она зависит?

36.20. Как связаны между собой стандартная ЭДС электрохимической системы и константа равновесия протекающей в ней реакции?

36.21. Каково термодинамическое условие образования отрицательного заряда на поверхности металла, опущенного в раствор своей соли?

36.22. Каково термодинамическое условие образования положительного заряда на поверхности металла, опущенного в раствор соли этого металла?

36.23. Какие растворы в электрохимии называют нулевыми? Что такое потенциал нулевого заряда?

36.24. Каково должно быть соотношение химических потенциалов ионов в металле и ионов в растворе для того, чтобы металл, опущенный в раствор, содержащий ионы этого металла, заряжался положительно?

36.25. Каково соотношение между химическими потенциалами ионов в металле и в растворе, если металл, опущенный в раствор, содержащий ионы этого металла, заряжается отрицательно?

36.26. Возможно ли непосредственно измерить скачок потенциала на границе металл – раствор?

36.27. Чем водородная шкала Нернста отличается от условной водородной шкалы, применяемой в настоящее время?

36.28. Что называется электродным потенциалом электрода?

36.29. Где возникает диффузионный потенциал? Какова причина его возникновения?

36.30. Как можно снизить величину диффузионного потенциала на границе двух растворов?

36.31. Можно ли полностью устранить диффузионный потенциал на границе двух различных растворов? Можно ли теоретически рассчитать величину этого потенциала?

36.32. Что такое стандартный электродный потенциал? От каких параметров он зависит? Расположите эти параметры в порядке уменьшения значимости.

36.33. Какой принцип лежит в основе классификации электродов?

36.34. Напишите уравнение Нернста для электрода 1-го рода (а₊ – активность катиона, а_– – активность аниона, а – активность соли в растворе электролита).

36.35. Влияет ли и как присутствие посторонних индифферентных ионов на потенциал электрода 1-го рода?

36.36. Какой из членов правой части уравнения Нернста для электрода 1-го рода даёт наибольший вклад в величину электродного потенциала (в общем случае)?

37.37. Напишите уравнение Нернста для хлоридсеребряного электрода. Каково применение этого электрода?

36.38. Влияет ли и как присутствие посторонних ионов в растворе умеренной концентрации на потенциал каломельного электрода? Почему?

36.39. Для каких целей используется каломельный электрод?

36.40. Как связаны между собой потенциал электрода второго рода, потенциал электрода первого рода и произведение растворимости малорастворимого соединения, контактирующего с металлом электрода второго рода?

36.41. Напишите уравнение Нернста для электрода 2-го рода (а₊ – активность катиона, а_– – активность аниона, а – активность соли в растворе электролита).

Каково общее применение электродов 2-го рода и почему?

36.42. Составьте (приведите условную запись) электрода 2-го рода, если имеются: Ag (металл), Pt (металл), соли AgNO₃ , K₂CrO₄ , AgNO₂ , K₂Cr₂O₇ , Ag₂CrO₄, кислота HNO₃ , вода.

36.43. И потенциал электродов 1-го рода, и потенциал электродов 2-го рода непосредственно зависит от активности частиц только одного сорта, поэтому, с точки зрения принципа, лежащего в основе классификации электродов, их следовало бы отнести к одной группе. Однако эти электроды относятся к разным типам электродов. Почему?

36.44. Чем металлоксидные электроды 2-го рода отличаются от других электродов этого типа?

36.45. Предложено множество электродов 2-го рода, которые могут служить электродами сравнения при определении потенциалов исследуемых электродов. Каким основным принципом следует руководствоваться при выборе электрода сравнения, решая конкретную задачу (то есть измеряя потенциал одного определенного электрода)?

36.46. Какие электроды называют газовыми? Каковы требования к металлу электрода и какой металл соответствует им лучше всего?

36.47. Что называется стандартным потенциалом водородного электрода?

36.48. Каково применение газового водородного электрода?

36.49. Влияет ли и как давление газообразного кислорода на величину потенциала кислородного электрода?

36.50. Как изменяются электродные потенциалы водородного и хлорного электродов при увеличении давления водорода и хлора, соответственно? Ответ аргументируйте.

36.51. Напишите уравнение Нернста для хлорного электрода (при малых давлениях хлора).

36.52. Можно ли на практике применять газовый кислородный электрод как электрод сравнения и индикаторный электрод при определении рН? Ответ аргументируйте.

36.53. Напишите уравнение Нернста для водородного электрода (при малых давлениях водорода).

36.54. При каких условиях электродный потенциал водородного электрода условно принимается равным нулю?

36.55. Какие электроды называют амальгамными? Какова роль ртути в амальгамных электродах? Где находят применение эти электроды? Приведите пример.

36.56. Напишите уравнение Нернста для окислительно-восстановительного электрода, на котором протекает реакция с участием ионов водорода:

pOк + qH⁺ + ne^– = zBос .

Используйте обозначения: а_Ок , а_Вос и а_Н+ – соответственно активности окисленной, восстановленной форм и иона водорода в растворе.

36.57. Напишите уравнение Нернста для окислительно-восстановительного электрода, на котором протекает реакция

mOк + ne^– = qBос .

Воспользуйтесь обозначениями: а_Ок – ионная активность окисленной формы, а_Вос – ионная активность восстановленной формы.

36.58. Запишите правило Лютера. Какие величины связывает это правило? Какие задачи можно решать с его помощью?

36.59. Для хингидронного электрода запишите схему электрода, электродную реакцию и выражение для потенциала. К какому типу (согласно классификации электродов) относится этот электрод, каково его применение?

36.60. Изобразите схематически графики потенциометрического и кондуктометрического титрования смеси соляной и уксусной кислот щёлочью. Какие электроды можно при этом употреблять в качестве индикаторных и в какой области рН? Какой индикаторный электрод можно использовать в самом широком интервале значений рН раствора?

36.61. Какие электроды можно использовать в лабораторной практике в качестве электродов сравнения?

36.62. Как можно найти произведение растворимости малорастворимого соединения, пользуясь справочными данными о величинах стандартных электродных потенциалов? Приведите пример.

36.63. Потенциал какого электрода в настоящее время принят за условный нуль потенциалов? Приведите схему этого электрода.

36.64. Какие принципы лежат в основе классификации электрохимических цепей?

36.65. Существуют ли гальванические элементы, для которых величина ЭДС не зависит от величин стандартных электродных потенциалов? Если существуют, то укажите тип этих элементов.

36.66. Какие гальванические элементы называют химическими?

36.67. К какому типу элементов относится элемент Вестона (согласно классификации электрохимических цепей)? Приведите схему элемента; запишите электродные реакции, уравнение суммарной реакции в элементе и выражение для ЭДС цепи. Каково применение этого элемента и почему?

36.68. Для водородно-кислородного элемента приведите схему элемента; запишите электродные реакции, уравнение суммарной реакции в элементе и выражение для ЭДС. К какому типу относится этот элемент (согласно классификации электрохимических цепей)?

36.69. Для элемента Якоби – Даниэля приведите схему элемента; запишите электродные реакции, уравнение суммарной реакции в элементе и выражение для ЭДС. К какому типу относится этот элемент (согласно классификации электрохимических цепей)?

36.70. Измерение ЭДС каких цепей позволяет находить числа переноса электролита? Приведите примеры.

36.71. Измерение ЭДС каких цепей позволяет находить стандартные потенциалы электродов и коэффициенты активности электролитов?

36.72. ЭДС каких цепей нельзя теоретически рассчитать и почему?

36.73. Какие электроды называют биполярными? В каких электрохимических цепях они встречаются? Приведите пример.

36.74. Чем сдвоенные химические цепи схожи с концентрационными цепями второго рода и чем отличаются от них? Покажите на конкретном примере.

36.75. Что такое химические источники тока? Чем отличаются аккумуляторы от гальванических элементов? Какими особенностями должна обладать электрохимическая система, чтобы она могла работать как аккумулятор?

36.76. Для свинцового кислотного аккумулятора приведите схему элемента; запишите электродные реакции (протекает разряд), уравнение суммарной реакции в элементе и выражение для ЭДС. К какому типу относится эта система (согласно классификации электрохимических цепей)?

Поиск по сайту: