6. Електрохимични системи /ЕхС/

6. Електрохимични системи /ЕхС/

         Съвкупността от проводници от 1 и 2 ред свързани последователно в електрична верига се нарича електрохимична система. Разликата между ЕхС и електрична система е съществуването на поне една фазова граница между проводник от 1ред/метал/ и 2ри ред/р-р на стопилка/. В ЕхС се извършват преки взаимни превръщания на химични и електрични форми на енергията. Когато в ЕхС се трансформира енергията на химичната връзка в електрична енергия системата се нарича галваничен елемент. Когато, се извършва обратната трансформация на  - превръщане на ел.енергия в химична, системата се нарича електролизна клетка. Тези превръщания на енергията са резултат от протичането в системата на електрохимични реакции. Всяка такава реакция в своята същност е окислително – редукционен процес. Основното, което различава един окислително редукционен процес протичащ по електрохимичен механизъм от такъв протичащ по химичен механизъм е факта, че при електрохимичната реакция окисляването, съответно редукцията на частиците в нея протичат в пространствено разделени зони. Върху единият от електродите винаги се извършва процес на редукция. Такъв електрод се нарича катод. Върху другия от електродите се извършват винаги окислителни процеси. Този електрод се нарича анод.

         ЕхС, които при тяхната работата ел.енергия се трансформира в енергия на химичната връзка се наричат електролизни.

         Всички процеси протичащи в електролизната клета при пропускана не ел.ток през нея носят името електролизни. Електролизата е интегрален процес включващ катодна реакция, анодна реакция и химични процеси протичащи в обема на електролитите ако има такива. За устойчивото протичане във времето на един електролитен процес е необходимо на клетката да се подаде едно минимално външно напрежение, наречено разложително напрежение. Съответстващите на това напрежение скорости на двата ел.процеса се наричат отмерителни. Различното катодно напрежение е сума от анодния и катодния потенциал и омовия пад.

U^разл=I.R+E_K^OTA+E_A^OTA

Различното напрежение се записва като функция от двата отделни потенциали. При електролиза обикновено в обема на р-ра присъстват повече от 1 еднозначно заредени йони. По този начин потенциалните участници в катодна и анодна реакция също са повече от 1. Върху катода ще се електронеутрализират най-електроположителните разтвори. Върху анода най-напред се окисляват най-електроотрицателните метали или йони. При електролиза на водни р-ри във р-р винаги присъстват йоните на водата. Водородния йон също. Ако в обема на разтвора присъстват и метални йони на силно електроотрциателни метали.

         Ако металните йони в разтвора са на метли с електроден потенциал близък до този на стандартния водороден електрод, на катода е възможно съвместно отделяне на метал и водород. Ако металните йони в р-ра са силно електроположителни метали, катодно отделяне на водород не е възможно. Върху катода ще се отделя само съответния метал, на анода е възможно отделянето на газ кислород. Отделянето на газ кислород е възможно, когато в обема на р-ра пръсъстват йони на електроотрицателни метали.

         При наличието в р-ра на силно електроотрицателно йони или материала на електрода е от такъв метал кислород не се отделя. Най-често се окислява метала на анода.