1. - Кеуекті диафрагмма; 2 - цилиндр тєрізді мырыш электроды; 3 - мыс электроды.

Сурет. Даниэль-Якобидіњ мыс-мырыш элементі

Электродтар сыртќы тізбекте бір-бірімен жалѓасќан кезде мыс электродында тотыќсыздану, мырыш электродында тотыѓу реакциялары жүреді:

Cu²⁺+2e^-Cu

ZnZn²⁺+2e

27.

Электродтар сыртќы тізбекте бір-бірімен жалѓасќан кезде мыс электродында тотыќсыздану, мырыш электродында тотыѓу реакциялары ж‰реді:

Cu²⁺+2e^-Cu

ZnZn²⁺+2e

Мырыш электродында ж±псыз ќалѓан электрондар сыртќы тізбекпен мыс электродына ќарай µтіп мысты тотыќсыздандырады. Гальваникалыќ элемент ж±мыс істеп т±рѓан кезде ерітіндіе (ішкі тізбекте) электр тогы мыс жєне мырыш иондарымен мырыш электродына ќарай, ал сульфат иондарымен мыс электродына ќарай тасымалданады.

Мыс жєне мырыш электродыныњ тепе-тењдік потенциалдарыныњ мыс пен мырыш активтіліктеріне тєуелділігі Нернст тењдеуімен µрнектеледі:

29. Гальваникалыќ элементке арналған Нернст теңдеуін шығару

Егерде электрхимиялыќ элементте тµмендегідей ќайтымды жєне изотермиялыќ реакция ж‰ретін болса:

,

онда Р=const жаѓдайда осы реакцияныњ Гиббс энергиясы G электр энергиясына тењ болады:

Осыдан

Сонымен ќатар, реакцияныњ Гиббс энергиясы

,

ал болатындыќтан:

мұнда .  - стехиометриялық коэффициенттер, бастапқы зат үшін теріс таңбамен, ал өнім үшін оң таңбамен алынған. Сонда теңдеу мына т‰рде жазылады:

Тепе-тењдік жаѓдайда берілген Р жєне Т мєндерінде G=0, сондыќтан

,

Реакцияныњ барлыќ компоненттерініњ активтілігі бірге тењ (a_і=1) болѓан жаѓдайда , м±ндаѓы G₀ - Гиббс энергиясыныњ стандартты мєні. Сонда

,

м±нда К_а - реакцияныњ тепе-тењдік константасы.

Осыдан:

немесе

Егер a_і = 1 болѓан жаѓдайда , мұнда Е⁰ - стандартты электрќозѓаушы к‰ш, олай болса:

немесе

Б±л тењдеу гальваникалыќ элементтіњ электрќозѓаушы к‰шініњ Нернст тењдеуі деп аталады.

30. Электродтық потенциалға арналған Нернст тењдеуініњ термодинамикалыќ негізделуі

Электродта ММⁿ⁺+ne реакциясы т±раќты температура мен т±раќты ќысымда жүреді дейік. Металдыњ 1г - ионыныњ металдан ерітіндіге ауысу ж±мысы изотермиялыќ ж±мыс, ол изобара - изотермиялыќ потенциал µзгерісіне тєуелді:

,

м±нда G⁰ - ионныњ металдаѓы изобаралыќ потенциалы;  - ионныњ ерітіндідегі химиялыќ потенциалы.

Электрлік к‰штіњ ж±мысы:

,

олай болса:

,

сонда

,

себебі .

Ал , сонда Нернст тењдеуін аламыз:

К‰шті электролиттердіњ термодинамикалыќ теориясы бойынша бұл тењдеуді былай жазуѓа болады:

Электролиттіњ µте с±йылтылѓан ерітіндісінде орташа иондыќ активтілік коэффициенті бірге тењ (_=1), сондыќтан соңғы тењдеу ыњѓайлыраќ т‰рге келеді:

39. Ион тасымалдау саны

Ион тасымалдау саны деп электролизге жұмсалатын жалпы тоќтыњ әр ионѓа келетін үлесін айтады. Олай болса иондардыњ тасымалдау саны мына ќатынастармен аныќталады:

жєне

Б±л тењдеуден катион мен анионныњ тасымалдау сандарыныњ ќосындысы 1-ге тењ болатынын кµреміз:

Иондардыњ тасымалдау сандарыныњ ќатынасы олардыњ ќозѓалѓыштыќтарыныњ ќатынасына тењ:

Жылдамдық, абсолюттік жылдамдық, иондардың қозғалғыштығы. Электролит ерітіндісінде электр тогы иондар арќылы тасымалданатындыќтан м±ндай ерітінділердіњ электр µткізгіштігі иондардыњ концентрациясы мен ќозѓалыс жылдамдыѓына тєуелді болады. Ал иондардыњ жылдамдыѓы электродтарѓа берілетін электр потенциалына, иондардыњ электростатикалыќ єсерлесу күшіне, ион радиусы мен зарядына, иондардыњ сольваттану дєрежесіне, еріткіштіњ т±тќырлыѓына жєне температураѓа тєуелді. әртүрлі иондардыњ жылдамдыќтарын олардыњ абсолюттік жылдамдыќтары арќылы белгілі бір температурада салыстырылады. Ионныњ абсолюттік жылдамдыѓыныњ Фарадей санына кµбейтіндісі ионныњ ќозѓалѓыштыѓы (U) немесе электр µткізгіштігі () деп аталады:

U⁺=⁺= F жєне U^-= ^-= F