Współczynniki aktywności w roztworach elektrolitów

Podobne dokumenty
Współczynniki aktywności w roztworach elektrolitów. W.a. w roztworach elektrolitów (2) W.a. w roztworach elektrolitów (3) 1 r. Przypomnienie!

Współczynniki aktywności w roztworach elektrolitów

ELEKTROCHEMIA. ( i = i ) Wykład II b. Nadnapięcie Równanie Buttlera-Volmera Równania Tafela. Wykład II. Równowaga dynamiczna i prąd wymiany

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

Stanisław Cichocki Natalia Nehrebecka. Zajęcia 4

Natalia Nehrebecka. Zajęcia 4

XXX OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

wykład 6 elektorochemia

W praktyce często zdarza się, że wyniki obu prób możemy traktować jako. wyniki pomiarów na tym samym elemencie populacji np.

Podstawy termodynamiki

Podstawowe pojęcia 1

Wykład 7. Podstawy termodynamiki i kinetyki procesowej - wykład 7. Anna Ptaszek. 21 maja Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 6

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 3. Analiza obwodów RLC przy wymuszeniach sinusoidalnych w stanie ustalonym

Roztwory rzeczywiste (1)

Ogniwa galwaniczne. Ogniwa galwaniczne (2) Ogniwa galwaniczne(3) Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Baron Volta. John Frederic Daniell

α i = n i /n β i = V i /V α i = β i γ i = m i /m

Laboratorium Chemii Fizycznej II

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 7

Roztwory rzeczywiste (1)

5. Pochodna funkcji. lim. x c x c. (x c) = lim. g(c + h) g(c) = lim

Projekt 6 6. ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ NIELINIOWYCH CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

Zaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Układy równań liniowych

V. TERMODYNAMIKA KLASYCZNA

) będą niezależnymi zmiennymi losowymi o tym samym rozkładzie normalnym z następującymi parametrami: nieznaną wartością 1 4

IZOTERMA ADSORPCJI GIBBSA

Co to jest elektrochemia?

Natalia Nehrebecka. Wykład 2

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego

Wykład Turbina parowa kondensacyjna

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

Prąd elektryczny U R I =

Siła jest przyczyną przyspieszenia. Siła jest wektorem. Siła wypadkowa jest sumą wektorową działających sił.

Ogniwa galwaniczne. Chem. Fiz. TCH II/15 1

Płyny nienewtonowskie i zjawisko tiksotropii

XLI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP WSTĘPNY Zadanie teoretyczne

MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY Kryteria oceniania odpowiedzi. Arkusz A II. Strona 1 z 5

MECHANIKA 2 MOMENT BEZWŁADNOŚCI. Wykład Nr 10. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Portfele zawierające walor pozbawiony ryzyka. Elementy teorii rynku kapitałowego

(1) Przewodnictwo roztworów elektrolitów

PODSTAWY KOROZJI ELEKTROCHEMICZNEJ

Kwantowa natura promieniowania elektromagnetycznego

Termochemia Prawo Hessa Równania termochemiczne Obliczanie efektów cieplnych Prawo Kirchoffa

Badanie współzależności dwóch cech ilościowych X i Y. Analiza korelacji prostej

Weryfikacja hipotez dla wielu populacji

STATECZNOŚĆ SKARP. α - kąt nachylenia skarpy [ o ], φ - kąt tarcia wewnętrznego gruntu [ o ],

E dec. Obwód zastępczy. Napięcie rozkładowe

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego

Statystyka. Zmienne losowe

Definicje ogólne

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. - Prąd powstający w wyniku indukcji elektro-magnetycznej.

Przykład 4.1. Belka dwukrotnie statycznie niewyznaczalna o stałej sztywności zginania

Ogniwa galwaniczne. Chem. Fiz. TCH II/15 1

Pole magnetyczne. Za wytworzenie pola magnetycznego odpowiedzialny jest ładunek elektryczny w ruchu

Statystyka Opisowa 2014 część 2. Katarzyna Lubnauer

65120/ / / /200

= σ σ. 5. CML Capital Market Line, Rynkowa Linia Kapitału

Ćwiczenie 25. Piotr Skołuda OGNIWA STĘŻENIOWE

Wykład 15 Elektrostatyka

AERODYNAMICS I WYKŁAD 6 AERODYNAMIKA SKRZYDŁA O SKOŃCZONEJ ROZPIĘTOŚCI PODSTAWY TEORII LINII NOŚNEJ

Wykład 8. Silnik Stirlinga (R. Stirling, 1816)

Określanie mocy cylindra C w zaleŝności od ostrości wzroku V 0 Ostrość wzroku V 0 7/5 6/5 5/5 4/5 3/5 2/5 Moc cylindra C 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 > 2

Wykład Efekt Joule a Thomsona

OGÓLNE PODSTAWY SPEKTROSKOPII

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY METODĄ STOKESA

Materiały elektrodowe

Część III: Termodynamika układów biologicznych

Model ASAD. ceny i płace mogą ulegać zmianom (w odróżnieniu od poprzednio omawianych modeli)

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 6

Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe ogólne. α β β β ε. Analiza i Zarządzanie Portfelem cz. 4.

KOMPUTEROWE SYMULACJE CIECZY

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Fizyka cząstek elementarnych

exp jest proporcjonalne do czynnika Boltzmanna exp(-e kbt (szerokość przerwy energetycznej między pasmami) g /k B

Podstawy elektrochemii i korozji

1. Podstawy i podział spektroskopii Podział spektroskopii według zakresu promieniowania Podział spektroskopii według rodzajów

( ) ( ) 2. Zadanie 1. są niezależnymi zmiennymi losowymi o. oraz. rozkładach normalnych, przy czym EX. i σ są nieznane. 1 Niech X

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

Moment siły (z ang. torque, inna nazwa moment obrotowy)

Roztwory elektrolitów. Podział. mocne efektywnie przewodzą prąd (NaCl, HNO 3 ) słabe słabo przewodzą (ocet, woda z kranu)

Egzamin poprawkowy z Analizy II 11 września 2013

Analiza danych. Analiza danych wielowymiarowych. Regresja liniowa. Dyskryminacja liniowa. PARA ZMIENNYCH LOSOWYCH

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 5 WERYFIKACJA HIPOTEZ NIEPARAMETRYCZNYCH

Laboratorium ochrony danych

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Pt, Au

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

- opór właściwy miedzi (patrz tabela 9.1), l długość nawiniętego na cewkę drutu miedzianego,

Termodynamiczne modelowanie procesów spalania, wybuchu i detonacji nieidealnych układów wysokoenergetycznych

0 0,2 0, p 0,1 0,2 0,5 0, p 0,3 0,1 0,2 0,4

Wykład 13. Rozkład kanoniczny Boltzmanna Rozkład Maxwella-Boltzmanna III Zasada Termodynamiki. Rozkład Boltzmanna!!!

MEMBRANY SELEKTYWNE I PROCESY MEMBRANOWE

POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI - CD. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej polega na powstawaniu prądu elektrycznego w

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

Część 1 7. TWIERDZENIA O WZAJEMNOŚCI 1 7. TWIERDZENIA O WZAJEMNOŚCI Twierdzenie Bettiego (o wzajemności prac)

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

Rachunek niepewności pomiaru opracowanie danych pomiarowych

1. za pomocą pomiaru SEM (siła elektromotoryczna róŝnica potencjałów dwóch elektrod) i na podstawie wzoru wyznaczenie stęŝenia,

Opracowanie metody predykcji czasu życia baterii na obiekcie i oceny jej aktualnego stanu na podstawie analizy bieżących parametrów jej eksploatacji.

dr inż. Zbigniew Szklarski

Transkrypt:

Współczynnk aktywnośc w roztworach elektroltów Ag(s) + ½ 2 (s) = Ag + (aq) + (aq) Standardowa molowa entalpa takej reakcj jest dana wzorem: H r Przypomnene! = H tw, Ag + + ( aq) Jest ona merzalna ma sens fzyczny. Ne można jednak przeprowadzć reakcj, w których produktem byłby pojedynczy jon w roztworze wodnym (zawsze mus być przecwjon). Zatem: Entalpe tworzena pojedynczych jonów ne są dostępne dośwadczalne. H tw, ( aq) Chem. Fz. TCH /16 1

W.a. w roztworach elektroltów (2) Na tworzene jonów w roztworze wodnym składa sę tworzene jonów w faze gazowej plus solwatacja (hydratacja). Entalpę swobodną solwatacj można oblczyć z równana Borna jako pracę elektryczną nezbędną do przenesena jonu z próżn do rozpuszczalnka (np. wody) traktowanego jako cągły delektryk o względnej przenkalnośc ε r. G solw = z 2 e 2 πε N 8 r Av 1 1 ε r Chem. Fz. TCH /16 2

W.a. w roztworach elektroltów (3) Przypomnene! Potencjał chemczny substancj rozpuszczonej w roztworze dany jest wzorem µ = µ + RT ln a gdze: a = γm γ 1 a m m gdy Chem. Fz. TCH /16 3

W.a. w roztworach elektroltów (4) Wzór można zatem przekształcć do = µ + RT γ dosk, µ = µ + RT ln m + RT ln µ ln Entalpa swobodna roztworu doskonale rozceńczonego zawerającego jony M + X (odpowedno µ + µ ): G µ µ dosk = dosk, + + dosk, γ Chem. Fz. TCH /16 4

W.a. w roztworach elektroltów (5) G a dla roztworu rzeczywstego M + X o tej samej molalnośc G = µ + µ + + + RT ln + RT dosk, + dosk, + = µ µ γ lnγ G = G + RT lnγ γ dosk Ne stneje żadna dośwadczalna metoda wyznaczena potencjałów chemcznych poszczególnych jonów, co za tym dze ch aktywnośc, a także współczynnków aktywnośc. Ne można zatem rozdzelć wyrażena pod logarytmem na udzały katonu anonu Chem. Fz. TCH /16 5 +

W.a. w roztworach elektroltów (6) defnuje sę zatem średn jonowy współczynnk aktywnośc jako: przypadek ogólny elektrolt 1:1 γ ( m x ) 1/( m+ x) γ ( ) 1/ 2 = γ + γ = γ + γ dla M m X x µ = µ + RT lnγ Wtedy: + dosk, + µ = µ + RT lnγ dosk, G = mµ + + xµ Chem. Fz. TCH /16 6

Prawo Debye a-hückla Założena: elektrolt jako całość jest obojętny elektryczne w poblżu każdego jonu średno w jednostce czasu stneje wększe prawdopodobeństwo napotkana jonów o znaku przecwnym wypadkowy ładunek takej chmury (atmosfery) jonowej jest równy co do wartośc ładunkow jonu centralnego energa, a zatem potencjał chemczny jonu centralnego ulega obnżenu na skutek oddzaływań elektrostatycznych z atmosferą jonową ta stablzacja odpowada różncy pomędzy rzeczywstą entalpą swobodną G, a wartoścą odpowadającą roztworow doskonale rozceńczonemu G dosk, czyl ( m + x) RT lnγ Chem. Fz. TCH /16 7

Prawo Debye a-hückla (2) Bez wyprowadzana (które jest tyleż pękne, co zawłe), przyjmujemy, że dla roztworów rozceńczonych, kedy to stablzacja jest mnejsza: logγ = z z + A Jest to granczne równane D-H. gdze zwane jest słą (mocą) jonową roztworu: zaś A dane jest wzorem dla wody w temp. 25 o C wynos,59 A = 2 π = 1 z 2 2 m N Av 1 k 3/ 2 e 3 ln1 ( ε T 1 ) 3/ 2 Chem. Fz. TCH /16 8

Prawo Debye a-hückla (3) Dla roztworów o zbyt dużej sle jonowej, aby mogło być spełnone prawo granczne: o a log γ W którym jest marą najwększego zblżena jonów obecnych w roztworze, zaś B dane jest wzorem z z = + 1+ B = o B a A 8πN Av e 1k 2 1/ 2 1 ( εt 8 ) 1/ 2 Chem. Fz. TCH /16 9

nne postace równana Debye a-hückla Dla roztworów o dużych stężenach stneje szereg modyfkacj równana D-H, zarówno uproszczonych, jak bardzej złożonych: logγ logγ logγ z+ z = 1+ z+ z A = 1+ B a o z+ z = 1+ A A + + C b Chem. Fz. TCH /16 1

Wyznaczane średnch jonowych w. a. E Rozważmy ognwo bez cekłego połączena: Zn(s) ZnCl 2 (aq,m) AgCl(s) Ag(s) Zachodz w nm reakcja: Zn(s) + AgCl(s) = Zn 2+ (aq) + 2Cl (aq) a jego SEM opsuje wzór Nernsta w postac RT E og 2F Przy danej molalnośc ZnCl 2 : og RT = E lnq = E ln a a og og + Cl Zn RT 2F 2F 2 3 3 = E ln(2mγ ) mγ = E ln 4m γ og og Chem. Fz. TCH /16 11 2 RT 2F

Wyznaczane G, S H G = zfe Z czego wynka, że: Przypomnene! de dt S zf Jeśl uwzględnmy znaną zależność to: H = G = + T S = zf G T G = S Chem. Fz. TCH /16 12 P = H E T de dt T S Wszystke te wzory ważne są także dla warunków standardowych.

Struktura podwójnej warstwy elektrycznej Podwójna warstwa jest strukturą mędzyfazową przy powerzchn elektrody od strony roztworu. Jej rozpatrywane jest zbędne z punktu wdzena termodynamk elektrod (stanów równowagowych), koneczne jednak przy rozpatrywanu dynamk przenesena ładunku (knetyk elektrochemcznej). Składa sę ona z warstwy dodatnch ładunków elektrycznych przy samej powerzchn elektrody oraz przylegającej do nch warstwy ładunków ujemnych w roztworze (albo odwrotne). Chem. Fz. TCH /16 13

Struktura podwójnej warstwy elektrycznej (2) stneją trzy modele warstwy podwójnej: sztywny (Helmholtza) rozmyty (Gouya Chapmana) pośredn (Sterna) Chem. Fz. TCH /16 14

Struktura podwójnej warstwy elektrycznej (3) stneją trzy modele warstwy podwójnej: sztywny (Helmholtza) rozmyty (Gouya Chapmana) pośredn (Sterna). Rozkład jonów w tym modelu przypomna neco atmosferę jonową w modelu Debye a Hückla. stnene warstwy podwójnej odpowada m.n. za pojemność elektryczną elektrod. Chem. Fz. TCH /16 15

Potencjał elektryczny w warstwe podwójnej Φ Ψ = χ Około 1 nm od powerzchn panuje już potencjał Volty. Różnca potencjału Galvanego potencjału w głęb roztworu, tzw. różnca potencjału Galvanego jest tym, co merzymy jako E. Chem. Fz. TCH /16 16

Potencjał elektryczny w warstwe podwójnej (2) Analzę rozkładu potencjału przeprowadzamy jak gdyby roztwór został oddzelony od elektrody bez zmany rozkładu ładunku. Najperw potencjał rośne, gdyż sły kulombowske rosną z kwadratem odległośc (malejącej). Potencjał Volty (zewnętrzny) jest stały, gdyż ładunek elektrody ne jest punktowy (jak zakłada sę przy oblczanu z prawa Coulomba), lecz rozmyty. Chem. Fz. TCH /16 17