• بازدید : 31 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۱۲صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

واكنش‌هاي شيميايي: 
واكنش‌هاي شيميايي كه در آن از يك الكترود الكترون گرفته شود يا به يك الكترود الكترون داده شود با به عبارت ديگر:
واكنش‌هاي معادله الكترون كه در آنها جزئي به نام الكترود نقش دهنده يا گيرنده الكترون را ايفا مي‌كند.
الكترود: جز رسانا: 
مانند فلزات، گرافيت يا فلزاتي كه روي آنها نمك‌هاي رسانا قرار گرفته‌اند.
الكترود در نقش دهنده الكترون به ماده   كاتد   واكنش انجام يافته: احيا كاهش يا واكنش كاتدي
الكترود در نقش گيرنده الكترون از ماده   آند   واكنش انجام يافته: اكسيداسيون، اكسايش يا واكنش آندي
 
علامت الكترودها:
 آند قطب منفي است چون نتيجه انجام واكنش‌هاي آندي خارج شدن بار منفي از الكترود به بيرون است يا بعبارتي انباشته از بار منفي است.
كاتد قطب مثبت است چون محل ورود الكترونها مي‌باشد و داراي كمبود الكترون است.
انواع واكنش‌هاي كاتدي و آندي:
احياء انواع ماده در كاتد:
  كاتيون
  آنيون
  مولكول
  گاز
  رسوب
انواع واكنش‌هاي آندي:
  كاتيون
  آنيون
  مولكول
  گاز
   رسوب
نكته: محل انجام واكنش‌هاي الكتروشيميايي: سطح مشترك يا سطح تماس الكترود و محلول:
 Inter face on
ولي محل انجام واكنش مبادله الكترون در بطن محلول انجام مي‌گيرد:
  Interphase
فرضاً اگر يك ماده بخواهد به الكترود كاتد الكترون دهد بايد خود را به سطح مشترك برساند و يا اگر ماده‌اي بخواهد از آند الكترون بگيرد بايد خود را به سطح مشترك يا سطح الكترود برساند و نيز از آن دور شود.
جايگاه واكنش‌هاي الكتروشيميايي: 
پيلها هستند البته پيلها در حالت كاركرد. هر پيل تشكيل شده است از دو نيمه پيل: نيم پيل كاتدي (محل انجام واكنش احيا) و نيم پيل آندي (محل انجام واكنش اكسيد).
ساختمان هر نيم پيل: 
يك عنصر هادي بنام الكترود در تماس با يك الكتروليت.
الكتروليتي كه در اطراف آند قرار دارد آنوليت نام دارد.
الكتروليتي كه در اطراف كاتد قرار دارد كاتوليت نام دارد.
نحوه ارتباط دو نيم پيل با يكديگر در يك پيل:
۱- ارتباط خارجي   توسط يك مدار هادي كه خود بصورتهاي مختلف است.
يك سيم فلزي
يك دستگاه اندازه‌گيري جريان يا متر
يك منبع جريان خارجي

۲- ارتباط دروني 
ارتباط دو الكتروليت با هم   آنوليت و كاتوليت از يك جنس مي‌باشند. آنوليت و كاتوليت از يك جنس نيستند.
ارتباط بين الكترود و محلول در سطح مشترك و انجام واكنش‌هاي اكسيداسيون و احياء.
ارتباط بين الكتروليت و الكترود، با جابجايي يونها، تحت تاثير ميدان الكتريكي   مهاجرت
اگر آنالويت و كاتوليت از يك جنس نباشند دو حالت دارد:
۱- يا اجازه مخلوط شدن به آنها ندهيم: استفاده از ديواره متخلخل كه معمولا از سفال، يا چيني بدون لعاب و يا شيشه گداخته ساخته مي شوند.
 
۲- استفاده از پل نمكي: لولة U شكل از شيشه پوشيده از محلول غليظ الكترود قوي بي‌اثر.
 
تذكر: در جريان مهاجرت كاتيون بسمت كاتد و آنيون بسمت آند مي‌آيد و كاتيون از آند و كاتيون از كاتد دور مي‌شود.
 
عبور جريان از درون پل نمكي نفوذ يكسان   و   بترتيب به خانه آندي و كاتدي.
راه هاي عبور جريان از درون پيل به ترتيب زير مي باشد:
الف) در سطح تماس الكترود و محلول بصورت واكنش الكتروشيميايي
ب) بين الكترود و پل نمكي در درون محلول به صورت مهاجرت يوني.
ج) در درون پل نمكي به صورت مهاجرت و نفوذ يونها در دو خانه آندي و كاتدي.
پيل دانيال:
پيلي كه در آن پل نمكي وجود داشته باشد،
واكنش‌ در سطح تماس الكترود و محلول:
كاتد :  
آند:  
شكل****
بعد از مدتي محلول آبي رنگ سولفات مس بي رنگ مي‌شود.
باطري سربي (Lead cell)
بدنه الكترود از آلياژ سرب و آلتيوان، ولي محل اصلي آند از سرب و محل اصلي كاتد در اكسيد سرب است.
واكنش در سطح تماس كاتد و الكتروليت.
 
شكل*********
واكنش در سطح تماس آند و الكتروليت:
 
عبور جريان از  درون محلول بين آند و كاتد: مهاجرت كاتد   آند
انواع پيل‌ها
۱٫ پيل‌هاي  گالوانيك يا ولتائيك: 
براي انجام واكشن الكتروشيميايي در سطوح الكترودها نيازي به نيروي الكتريكي خارجي ندارد (پيل‌هاي خود به خودي) مانند باطري ماشين، پيل خشك، پيل دانيل.
ويژگي اين پيل‌ها:
پتانسيل كاتدي < پتانسيل آندي 
نيروي الكتروموتوري = پتانسيل پيل هميشه مثبت است. پس اختلاف پتانسيل كاتد و آند هميشه از صفر بزرگتر است.
۲٫ پيل‌هاي الكتروليزي:
نيازمند انرژي الكتريكي خارجي براي كار كردن (مانند آبكاري فلزات)
ويژگي‌هاي اين پيل‌ها: 
پتانسيل كاتد > پتانسيل آند (كمبود انرژي دارد)
پتانسيل پيل منفي است
امكان بكارگيري پيل‌هاي گالوانيك به صورت الكتروليزي  شارژ باطري‌ها.
امكان بكارگيري پيل‌هاي الكتروليزي به صورت گالوانيك وجود ندارد.
كاركرد باطري سربي به صورت  گالوانيك.
كاتد:
احياء:  
آند:
اكسيداسيون:  
كاركرد باطري سربي به صورت پيل الكتروليزي در جريان شارژ باطري
كاتد: (آند پيل گالوانيك در نقش كاتد كار مي‌كند)
احيا: PbO2 + 2e- + 2H+ • Pb + H2SO4
آند: (كاتد پيل گالوانيك در نقش آند كار مي‌كند)
اكسيداسيون: PbSO4 + 2H2O • PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e-
پيل‌هاي برگشت‌هاي پذير و برگشت ناپذير:
پيل برگشت‌پذير: پيلي كه واكنش آن در حالت الكتروليز عكس و واكنش آن در حالت گاز گالوانيك است، مانند تمام پيل‌هاي قابل شارژ.
پيل برگشت ناپذير: پيلي كه واكنش آن در حالت الكتروليز عكس و واكنش آن در حالت گاز گالوانيك نباشد.
نحوه نمايش پيل‌ها 
الف) نمايش نمايش الكترود با سمبل عنصر مربوطه: Pt, A, Ca, P, Au
ب) نمايش الكتروليت با فرمول شيميايي، حالت شيميايي و غلظت آن: (۱۰M) H2So4 ا (Sat’d) يا (۱M)KCl، (Sat’d) Hg2Cl2
ج) پتانسيل مرز: با يك خط عمود نشان داده مي‌شود.
هر جا تمايل وجود داشته باشد و جلوي آن گرفته شود، پتانسيل وجود خواهد داشت. وجود ديواره متخلخل بين دو نيم پيل در الكتروليت: با يك خط؛ پل نمكي: با دو خط
 
معمولاً كاتد را در سمت راست و آند را در سمت چپ مي‌نويسند.
مثال: باطري سربي:
Pb|H2So4(am)|PbO2
پيل دانيال: پيل گالوانيك دانيال
Zn|Zn(SO4)(am)|CuSO4(am)|Cu
پيل الكتروليزي دانيال
Cu|CuSO4(am)|Zn(SO4)(am)|Zn
پيل استاندارد هيدروژن
Pt, H2(P=1)|HCl (a=1M)||AgNO3(—)|Ag
پل نمكي بايد باشد چون در غير اينصورت رسوب مي‌كند.
نيروي الكتروموتوري پيل‌ها
نيروي الكترومونوري بنا به قرارداد: emf=E=Ecathod-Eanod بنابراين اگر پتانسيل كاتد < پتانسيل آند 
emf تجربي از رابطه بالا دارد.

عتیقه زیرخاکی گنج