chimist писал(а):Электролиз - необратимый процесс, при чем здесь константа равновесия? Да и как-то странно начинает все перемешиваться, начали с электролиза, перешли к выработке энергии в гальваническом элементе, все это выглядит неубедительно.
***
Приношу свои извинения, упоминание о ГЭ было явно не к месту в предыдущем посте… но подходит для ответа сейчас.
Уточню также, что "т/д теория" здесь означает "термодинамический подход" – "без рассмотрения механизмов промежуточных процессов".
"Кинетика для электролиза" притом (вынужденно повторяюсь), что: поскольку электродный процесс является химической реакцией, постольку за основу выводов количественных зависимостей между смещением потенциала от равновесного значения и скоростью реакции, выраженной через плотность тока, принимаются известные уравнения химической кинетики: скорость реакции (и сила тока) выражается через концентрацию реагирующего иона, энергию активации и температуру. При этом, сдвиг потенциала от равновесного значения, определяя скорость реакции, влияет на величину энергии активации – в этом заключается важнейшая особенность электродных реакций по сравнению с обычными химическими процессами.
Обратимость электролиза (электродных реакций).
Рассмотрим процесс электролиза, варьируя разность потенциалов на платиновых электродах, находящихся в растворе сульфата натрия. Пока к электродам не приложена э. д. с., на них будут одинаковые потенциалы, обусловленные редокс потенциалами раствора. После достижения напряжения разложения становится возможным протекание электродных реакций; на электродах выделяются продукты электролиза (H2 и O2 в рассматриваемом примере), электроды перестают быть инертными. Катод превращается в водородный, анод – в кислородный электрод. Между такими электродами существует э. д. с., направленная против внешней э. д. с. Если разорвать цепь и замкнуть электроды друг на друга, то начнется работа ГЭ: водородный электрод – кислородный электрод. При этом водород, поглощенный платиной, будет окисляться, образуя ионы водорода, а кислород – восстанавливаться, образуя ионы гидроксила, т.е. будет идти образование воды из водорода и кислорода. Водородный электрод станет анодом, а кислородный – катодом гальванического элемента.
Можно рассмотреть элемент Даниэля-Якоби (другие ГЭ или аккумуляторы). Чтобы пошли процессы в ГЭ Д-Я, обратные процессам растворения цинкового электрода и выделению меди на медном электроде, требуется подать на эти электроды разность потенциалов большую, чем э. д. с. ГЭ Д-Я, 1,1 В (для упрощения не рассматриваем напряжение, требуемое для преодоления внешнего и внутреннего сопротивлений и перенапряжений).