Электрохимические реакции.

Если в электрохимической цепи протекает электрический ток, то она находится в неравновесном состоянии. В цепи идет электро­химическая реакция с конечной скоростью в одном определенном направлении. В неравновесных условиях свойства электрохимиче­ских систем отличаются от свойств соответствующих равновесных систем. Отличия заключаются в следующем.

1. Скорость электрохимической реакции в анодном и катодном направлениях не одинакова.
2. Масса электродов и состав растворов вблизи них изменяются по сравнению с состоянием равновесия.
3. Потенциал электрода φ под током не равен равновесному электродному потенциалу, а поэтому и значение напряжения отли­чается от обратимого значения ЭДС. Величины φ и Езависят не только от природы системы, ее температуры и давления, но и от силы тока. Таким образом, для неравновесной электрохимической цепи должна существовать определенная связь между силой тока и значением ЭДС.

Изменение массы электродов и состава растворов вблизи них под действием электрического тока свидетельствует о наличии хими­ческих превращений. Следовательно, должна существовать опреде­ленная зависимость между количеством электричества и массой прореагировавших веществ. Эта зависимость выражается законами Фарадея (1833—1834).

Первый закон: количество (т) вещества, выделяющееся при электролизе на электроде, прямо пропорционально количеству электричества, прошедшего через электролит (q):

m=k_Эq (13)

где k_Э— электрохимический эквивалент, который равен массе пре­вращенного вещества при протекании единицы количества электри­чества (г/Кл). Его физический смысл можно установить, если принять q=1 Кл. Тогда m = k, т.е. коэффициент k представляет собой количество вещества (г), выделяемого на электроде при пропускании 1 Кл электричества.

Второй закон: при прохождении через различные электролиты одного и того же количества электричества массы различных веществ, участвующих в электродных реакциях, пропорциональны их химическим эквивалентам Э;