7. Електрохимия. Термодинамика на електродните системи. ЕДН. Електроден потенциал

Л.Галвани и А.Волта

Електрохимията изучава процесите и свързаните с тях закономерности при превръщането на електричната форма на енергия в химична и обратно на химичната в електрична. В зависимост от това процесите, разглеждани от електрохимията, се разделят на 2 основни групи.

Към 1та група спадат процесите, които се извършват на електродите при пропускането на ел.ток през разтвор или стопилка от електролити. В този случай за сметка на вложената ел.енергия се извършват химични реакции на електродите.

Към 2та група принадлежат процесите, които протичат в галваничните елементи и акумулаторите и в резултат на които се получава ел.енергия. Тук, обратно, енергията на хим.реакция се превръща в електрична.

Всяка окислително-редукционна реакция е съставена от 2 паралелно протичащи процеса. При единия процес атомите, молекулите или йоните на едно изходно вещество (А₁) отдават електрони извършва се окисление. Вторият процес се характеризира с приемане на съответните електрони от второто изходно вещество (А₂) протича редукция.

А₁ ne = B₁ окисление;

А₂ + ne = B₂ редукция

Съществуват 2 възможности за протичане на окислително-редукционна реакция в хомогенна течна среда.

В 1я случай реакцията е възможна само при непосредствен контакт на частиците на 2те реагиращи в-ва.

2та възможност за протичане на същата окислително-редукционна реакция е след пространствено разделяне на изходните вещества А₁ и А₂. При 1я вариант контактиращите с платиновия електрод частици на А₁ отдават електрони и електродът се натоварва отрицателно. Електродът, на който се извършва окисление се нар. анод. Електроните се придвижват по външния проводник към другия платинов електрод, където се приемат от контактиращите с него частици на А₂. На този електрод се извършва редукционният процес и се нар. катод. Обменът на електроните се постига чрез тяхното насочено движение по металния проводник. Електрохимичната верига, в която в резултат на извършващи се химични реакции се генерира ел.енергия, се нар. галваничен елемент.

При 2я вариант в електрохимичната верига се включва източник на постоянен ток с достатъчно високо напрежение. Сега галваничният елемент се превръща в електролизна клетка, в която протичат същите парциални реакции, но в обратна посока:

B₁ + ne = А₁ катод (-)

B₂ ne = А₂ анод (+)

Към левия електрод се насочват електрони от външния източник и той се натоварва отрицателно, като се получава изходното вещество А₁. На граничната повърхност на десния електрод, натоварен положително, се получава другото изходно вещество А₂. На катода протичат редукционни процеси, а на анода окислителни. При електролизата ел.форма на енергия се трансформира в химична.

Електрохимията изучава процесите на граничната повърхност на проводник от 1ви род и проводник от 2ри род, където се извършва пренасяне на ел.натоварени частици от едната фаза в другата фаза. Скоростта на електрохомичната реакция зависи не само от