Useful Work ke mocheso oa Tikoloho ya

Karolo 1. Batho ba bang mantsoe a le litlhaloso.

Lebotho electromotive (emf) ke ea bohlokoa Link lebotho la tšimo karolo se se akaretsang mohloli jwale ... Link lebotho la emelang electroplating lisele tse ka meeli pakeng tsa electrolyte le li-electrode ho. Ba ile ba boela sebetsa ka moeli pakeng tsa tšepe tse peli dissimilar le beha ka ikopanya le bokgoni ba phapang therebetween [5, leq. 193, 191]. Palo lawko tse khonehang ka bokaholimo bohle ba karolo ea potoloho e neng e lekanang le phapang bokgoni ba pakeng tsa conductors e, teng ka lipheletsong le ketane, 'me o bitsoa electromotive lebotho la emf mokhanni oa potoloho ... ketane bopilweng feela ea conductors tsa mofuta ofe pele e lekanang le ho qhoma ka bang teng pakeng tsa pele le mokhanni ho qetela ka ho toba ikopanya le bona (Volta molao) ... Ha balebeli ba potoloho ba e hantle bulehileng, ho emf oa potoloho ena ke lefela. Ho lokisa bulehileng-oa potoloho mokhanni, e kenyeletsang electrolyte bonyane le nngwe, molao ho hlokehang volts ... Ho hlakile hore, feela mokhanni oa potoloho se se akaretsang mokhanni bonyane e mong oa mofuta ofe ea bobeli ke motlakase ya lisele tse (kapa liketane ka motlakase ya likarolo) [1, leq. 490 - 491].

Polyelectrolytes ke polymers khona ho dissociating ka ions ka tharollo, ka tsela eo ka molecule tšoanang, palo e khōlō ea liqoso ... crosslinked polyelectrolytes (phapanyetsano Ion, buuoang ka eona khafetsa Ion-phapanyetsano lehoakhoa) ha qhala, feela e ruruhe, ha kobomba misala mpona bokhoni ba ho dissociate [6, leq. 320 - 321]. Polyelectrolytes dissociate ka hlonamisitsoe qosoa macroion le H + ions ba bitsoa polyacids le dissociates ka ions sebele qosoa le OH- macroion bitsoa poliosnovaniyami.

Donnan equilibrium bokgoni ba ke phapang bokgoni ba seo se etsahala ka mohato moeli o pakeng tsa li-electrolyte tse peli ha li lekanngoe sena ha se permeable ho ions tsohle. Impermeability meeli bakeng sa ba bang ba ions e ka etsoa hore, ho etsa mohlala, ho ba teng ha lera la ka pores moqotetsane haholo tse impassable tsa likaroloana holimo boholo itseng. Khetha e lumellang metsi ho kena ea segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo le le hlaha le ha ions efe kapa efe e le ka matla a amahanya ho e mong oa mekhahlelo e le hore tloha ho ka kakaretso ka ha ho joalo. Hantle itšoare ionic Ion phapanyetsano halogenated, kapa Ion-phapanyetsano sehlopha tsitsitseng homeopolar tlamo e ka lekhoakhoa limolek'hule kapa popeho. The tharollo, ho ba ka hare matrices joalo liforomo hammoho e le mohato le 'ngoe; tharollo, teng ka ntle, - bobeli [7. 77].

The motlakase lera habeli (EDL) e etsahalang ka segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo ea mekhahlelo e pedi beha ya le dikarolo oppositely qosoa ratang ka sebakeng se itseng ho tswa e mong le tse ling tse [7. 96].

Peltier tlisa ho itšehla thajana ena kapa absorption ea mocheso ka ho ikopanya le tsa conductors a mabeli a fapaneng itšetlehileng ka tataiso ea morao-rao ea motlakase e phallang ka ho ikopanya le [2, leq. 552].

Karolo 2: U sebelisa mocheso mahareng ka electrolysis tsa metsi.

Nahana ka mochine oa ketsahalo ea potoloho ea sele motlakase ya (o bitswang elements), bontša dira ditshwantsho ka sa feiga. 1, ho feta emf ka lebaka la ho ikopanya le ka hare 'nang phapang (PKK) le phello ea Donnan (tlhaloso e khutšoanyane ea ha e le hantle ya Donnan le hantle, PKK hare' me a tloaelana Peltier mocheso e fanoeng ka karolo ea boraro ea sehlooho se reng,).

Sa feiga. 1. tlhohlomiso setšoantšo sa e seleng ea motlakase ya: 1 - cathode e ikopanya le tharollo ea 3, ea motlakase ya phokotso itsoara joang ka tsa cations electrolyte etsahala holim'a metsi a eona, a entsoe ka le lik'hemik'hale inert haholo doped n g-semiconductor. Karolo ea cathode tlohang ho mohloli Link gagamalo, metallized; 2 - anode e ikopanya le tharollo ea 4, a le holim'a lona etsahala motlakase ya ho kena moea itsoara joang ka tsa anions electrolyte, entsoe ka lik'hemik'hale inert haholo doped leq-semiconductor. Karolo ea anode tlohang ho mohloli Link gagamalo, metallized; 3 - cathode sebaka, polyelectrolyte tharollo, dissociating ka metsi ka macroion R- hlonamisitsoe qosoa 'me ka sebele ba qosoa counterions nyane K + (ka mohlala ea hona joale ke Ion hydrogen H +); 4 - anode lekareche polyelectrolyte tharollo ka metsi dissociating ka sebele qosoa macroion R + le counterions hlonamisitsoe qosoa nyane A- (ka mohlala ona e hydroxide ions OH-); 5 - le lera (diaphragm), ke impermeable ho macromolecules (macroion) polyelectrolytes, empa ka ho feletseng permeable ho counterions nyane K +, A- le limolek'hule tsa metsi ba ile ba kopanela sebaka 3 le 4; Evnesh - e Link gagamalo mohloding.

Emf ke Donnan le phello

Ka ho hlaka, le electrolyte tsa sebaka cathode (. 3, Figure 1) e kgethile ea metsi polyacid tharollo (R-H +), le electrolyte le anode lekareche (4, sa feiga 1.) - ea metsi poliosnovaniya (R + OH-). Ka lebaka la polyacids dissociation ka lekareche cathode, haufi le holim 'a cathode (1, sa feiga. 1), ho na le ea mahloriso e ile ea eketseha ea H + ions. Positive, qoso hlaha sebakeng se haufi le holim'a metsi cathode e sa lefisa hlonamisitsoe qosoa macroions R-, kaha ba ke ke ba tla haufi le holim 'a cathode le ka lebaka la ho boholo ba eona le ho ba teng ha ka sebele qosoa sepakapaka ionic (bakeng sa dintlha bona. Tlhaloso Donnan sebetsa ka atolositsoeng №1 ea karolo ea boraro ea sehlooho se reng,). Kahoo, lera moeli oa tharollo ka ho toba kopana le holim'a metsi cathode na le tefiso e ntle. Ka lebaka leo, e induction electrostatic holim'a metsi cathode, contiguous le tharollo, ho na le ke qoso e mpe ea dieleketerone conduction. ke hore, ka segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo pakeng tsa holim'a metsi cathode le Des tharollo se hlahile. Field a Des sutumetsa dieleketerone tloha cathode le - ho tharollo.

Ka ho tšoanang, ka anode (2, sa feiga. 1), moeli lera ya tharollo ka anode lekareche (4, sa feiga. 1) ka ho toba kopana le holim anode na le qoso e mpe, 'me holim'a anode, contiguous le tharollo, ho na le tefiso e ntle. ke hore, ka segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo pakeng holim anode le tharollo hape le hlaha Des. Field a Des sutumetsa dieleketerone tswa tharollo - e anode.

Kahoo, tšimo ea Des ka likarolo tsa cathode le anode le tharollo ea, tshehetswa mogote tharollo Ion diffusion, ke tse peli tse hare emf mohloding, a sebetsa ka konsarete le mohloli o ka ntle, i.e., pushing liqoso mpe ka sekgoqetsane counterclockwise.

Dissociation poliosnovaniya polyacids le hape e etsa hore mogote diffusion ka lera (5, Figure 1) H + ions tswa sebaka sa cathodic -. Ho anode, 'me OH- ions tswa anode lekareche - e cathode. Macroion R + le R- polyelectrolytes sitoa ho susumelletsa ka lera ea, kahoo, ho ho tswa sebaka sa cathode ho na le feteletseng mpe ho tefo, 'me ho tloha anodic sebaka - e feteletseng-positive qoso, i.e., ho na le ke e 'ngoe DPP e loketseng ho Donnan sebediswa. Kahoo, lera la hape le hlaha ka hare emf e, a sebetsa ka konsarete le mohloli o Link la mocheso diffusion le a lula a ho tharollo ea ions.

Ka mohlala oa rōna, le gagamalo mose ho lera ho finyella 0,83 volts, joalokaha ena e tšoana le ho fetola ho ka 'nang tsa eleketrode tekanyetso hydrogen ho tloha - volts 0,83 ho 0 ho phetoho ea ho tloha e mahareng alkaline ka anode lekareche le cathode lekareche asiti tikoloho. Bakeng sa lintlha tse, a bona. Ha e le atolositsoeng №1 ea karolo ea boraro ea sehlooho.

Emf PKK ho tswa ho ka hare

Karolo ea emf E hlaha, ho akarelletsa le ka ho ikopanya le semiconductor anode le cathode likarolong bona tsa tšepe ba sebeletsa ho amahanya Link gagamalo mohloding. emf ena ka lebaka la ho PKK hare. Hare HAEBA ha bopa, ho fapana ho ea tšimo Link ka sebaka tse haufi le conductors o ikopanye, i.e. Ha ho ama tshisinyo ya likaroloana ka qosoa ka ntle conductors ena. Kaho-n-semiconductor / tšepe / leq-semiconductor e lekaneng tsebahalang le e sebediswa, ho etsa mohlala, e thermoelectric Peltier mojulung ona. The boholo ba emf ho mohaho o joalo ka wa kamore ka fihla melemo ya taelo ea 0,4 - tse 0.6 Volt [5, leq. 459; 2, leq. 552]. Masimo a ka mabitso a mang a ile a laela ka tsela e joalo e le hore ba sutumelletsa dieleketerone counterclockwise ka sekgoqetsane, i.e. sebetsa ka konsarete le Mohloli o ka ntle. The dieleketerone hlahisa boemo eneji, le ba mahareng 'me le monya mocheso oa Peltier.

Hare HAEBA hlahang ka lebaka la ho diffusion tsa dieleketerone libakeng tsa ho ikopanya le tsa li-electrode ho le tharollo, ho fapana le hoo, sutumetsa dieleketerone ka manaka a watjhe tataiso ka sekgoqetsane. ke hore, le tshisinyo ya dieleketerone ka elements counterclockwise ka mabitso a mang tsena le lokela ho abelwa Peltier mocheso. empa hobane ho fetiswa ha dieleketerone tloha cathode ea ka tharollo 'me ba tharollo ka anode e hakaalo tsamaea le e itsoara joang endothermic generating haedrojene le oksijene, mocheso oa Peltier e sa lokolloa ka mahareng,' me ke ho fokotsa e le hantle endothermic, i.e. joaloka "conserved" ka enthalpy ya sebopeho sa haedrojene le oksijene. Bakeng sa lintlha tse, a bona. Ha e le atolositsoeng №2 karolo ea boraro ea sehlooho.

bajari (dieleketerone le ions) lula elements oa potoloho ha litsela koetsoeng, ha ho tefo ka elements le e sa ho fallela ka potoloho e koetsoeng. E mong le e anode elektrone fumana ho tswa ho tharollo (ka mokhoa oa ho ho kena moea oa OH- ions ho limolek'hule oksijene), 'me ba feta har'a e mong oa potoloho Link ho cathode e, e volatilized hammoho limolek'hule hydrogen (ka mokhoa oa ho hlaphoheloa tsa ions H +). Ka tsela e tšoanang ions OH- le H + u se ke ua lula potolohong e koetsoeng, empa feela ho eleketrode ngollana, ebe mouoane ka mokgwa wa hydrogen limolek'hule le oksijene. ke hore, le ions le dieleketerone e mong le ho fallela tikolohong ea eona e leng ea tšimo hatela pele ka matla tsa Des, 'me qetellong ea tsela e, ha ba fihla holim' a eleketrode li kopanngoa ka molek'hule ea, ho fetola lefatše lohle bolokwa eneji, le - matla tsa k'hemik'hale le tlamahano, le ho tsoa sekgoqetsane!

Kaofela ha mehloli ea ka hare tsa emf Elements, fokotsa litšenyehelo mohloding Link bakeng sa electrolysis metsi. Kahoo, mocheso tsa ambient 'me le monya likarolo nakong tšebetso ea oona ho boloka diffusion tsa Des, ke ho fokotsa litsenyehelo tsa ho ba mohloli ka ntle, i.e., Ho eketsa electrolysis bokgoni.

Electrolysis ya metsi ntle le mohloli o ka sehloohong efe kapa efe ka ntle.

Ka ho hlahloba dithulaganyo ho etsahala ka elements bontšitsoe sa feiga. 1, mohloli o entsprechen Link ha ba elwa hloko. A re re le ho hanyetsa ka hare o lekana le Rd le gagamalo tsa 0. That Evnesh li-electrode elements ba shorted ho mojaro etseng letho (bona sa feiga. 5). Tabeng ena, tataiso le boholo ba masimo a Des hlahang ka segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo ka thepa ea motheo e lula e le 'ngoe.

Sa feiga. 5. Ho ena le hoo Evnesh (sa feiga. 1) ho akarelletsa le etseng letho mojaro rl,.

Beha maemo a ea ho itlelang feela phallo jwale ka elements ena. Ho fetola Gibbs 'nang, ho ea ka moralo o balletsweng e (1) ba atolositsoeng №1 ea karolo ea boraro ea sehlooho se reng:

Δ G arr = (Δ H arr - n g) + Q ma

Ha P> Δ H + Q ma ma = 284,5 - 47.2 = 237.3 (KJ / Mol) = 1.23 (eV / molek'hule)

le Δ G arr <0 le thulaganyo itlelang feela ke ho ka khonehang.

Re tla ela hloko ka ho eketsehileng hore likarolo isa molokong o mong hydrogen itsoara joang ka le hlaha ka mahareng asiti (eleketrode ba 0 volts), le oksijene ka ( 'nang eleketrode ea 0,4 volts) alkaline. Joalo eleketrode tse khonehang e fana ka lera (5, sa feiga. 5), gagamalo ka oo ka ona e lokela ho ba 0,83 volts. ke hore, matla a hlokahalang bakeng sa sebopeho sa haedrojene le oksijene e fokotsehile ka 0.83 (eV / molek'hule). Joale e ntan'o ba boemo ba le monyetla oa ho thulaganyou e itlelang feela e tla:

P> 1,23 - 0.83 = 0,4 (eV / molek'hule) = 77.2 (KJ / Mol) (2)

Re fumana hore ho matla mokoallo oa haedrojene le oksijene limolek'hule avoidable le ka ntle ho ho sebelisa e Link gagamalo mohloding. ke hore, esita le ka n g = 0,4 (eV / molek'hule), i.e. ha hare eleketrode HPDC 0,4 volts, elements tla ka boemo ba matla equilibrium, le (esita le nyenyane) phetoho ea maemo a ho leka-lekana e tla etsa hore hona joale a sebelisang mosebetsing oa potoloho ena.

Tšitiso e 'ngoe ho liphetoho le ho li-electrode ho ke Tshebediso ya matla, empa e felisoa ke phello ea kotopo, hlahang ka lebaka la bonyenyane ba lekhalo pakeng tsa li-electrode ho le tharollo [7, leq. 147-149].

Kahoo, motheong oa nahanelwa matla, re etsa qeto ea hore ho itlelang feela hona joale ka hara elemente bontšitsoe sa feiga. 5, hoa khoneha. Empa mabaka afe 'meleng ho ka etsa hore hona joale ee? Mabaka ana a boletsoeng ka tlaase:

1. The kgonego ya phetoho ea dieleketerone tswa cathode ka tharollo e phahame ho feta kgonego ya phetoho ea ho tloha anode ea ka tharollo, kaha n g-semiconductor cathode na le e ngata ea dieleketerone lokolohile ka boemo bo phahameng matla le ho leq-semiconductor anode - feela "mekoti", 'me bana ba "mekoti" ba boemong e eneji, le tlase dieleketerone le cathode;

2. lera e tshehetswa ka sebaka cathode tsa tikoloho asiti, le ka anode e - alkaline. Tabeng ea li-electrode inert, sena isang ha e le hantle hore ho na le cathode eleketrode bokgoni ba fetoha kholoanyane ho feta anode ena. Ka lebaka leo, dieleketerone lokela susumelletsa ka e sebelisang mosebetsing oa potoloho Link tswa anode ho cathode ea;

3. Qoso holim 'a tharollo polyelectrolyte hlahang ka lebaka la ho Donnan e le hantle, e etsa ka eleketrode / tharollo ea tšimo hoo tšimo ka cathode khothalletsa elektrone ka lihlahisoa ho tloha cathode ka tharollo ea,' me naha e ka anode - elektrone kena anode tloha tharollo;

4. ho leka-lekana pele le kgutlisetsa morao itšoare ka li-electrode ho (phapanyetsano maqhubu) leeme nģ'a H + ions itšoare ka ho toba phokotso ka cathode le ho kena moea oa OH- ions ka anode, kaha di tsamaisana le sebopeho sa khase (H2 le O2) khona ho habonolo siea libaka itšoara joang (Le Chatelier oa Molao-motheo).

Liteko.

Bakeng sa sekasekale ditirisanommogo tsa gagamalo ka mose mojaro ka ho Donnan le hantle, teko e ile a etsa seo cathode elements ne e ena le carbon butswe le ka ntle graphite eleketrode le e anode - motsoako oa k'habone butswe le anion lehoakhoa AB-17-8 le ka ntle graphite eleketrode. Electrolyte - ea metsi NaOH tharollo, anode le cathode bobuelli ba arohane ke bile ke ikutloa ke a maiketsetso a. Ka li-electrode bulehileng Link tsa elements ena o ne a gagamalo tse ka bang 50 MV. Ha amanang ho e elements ea Link mojaro 10 Ohm tsitsitseng jwale tse ka bang 500 microamps. Ha mogote eketseha ho tloha 20 ho 30 0C gagamalo ho eleketrode Link eketsehile ho 54 MV. Eketsa gagamalo ka mocheso ambient tiisa hore mohloli oa emf ke diffusion, i.e. mogote tshisinyo ya likaroloana ka.

Bakeng sa sekasekale ditirisanommogo tsa gagamalo ka mose mojaro ho tswa ho ka hare HPDC tšepe / semiconductor teko ile tšoaroa ka tse ka seleng cathode na le maiketsetso graphite phofo le ka ntle graphite eleketrode le e anode - ka phofo ea boron carbide (B4C, leq-semiconductor) le le ka ntle graphite eleketrode. Electrolyte - ea metsi NaOH tharollo, anode le cathode bobuelli ba arohane ke bile ke ikutloa ke a maiketsetso a. Ka li-electrode bulehileng Link tsa elements gagamalo ne ka bang 150 MV. Ha o tlohang mojaro Link ho elements 50 kOhm gagamalo akhetse ho 35 MV., Joalo e matla gagamalo lerotholi ka lebaka la e tlase sebōpeho sa motheo sa boron carbide le, ka lebaka leo, ka e phahameng ka hare ho hanyetsa elements. Dinyakisiso gagamalo e bapisiwa le mocheso bakeng sa karolo ea sebopeho joalo e sa atlehe. Sena ke ka ntlha ya go ha e le hantle hore, bakeng sa semiconductor e, ho itšetlehile ka lik'hemik'hale lona sebopeho, tekanyo ea ho doping le thepa tse ding, le phetoho mocheso ka litsela tse sa tšoaneng ka susumetsa lona boemo ba Fermi. ke hore, mocheso ama emf Elements (keketseho e kapa fokotseha), tabeng ena e itšetlehile ka thepa e sebelisoang, kahoo sena ha se e bontsha gore teko.

Ka nako ena e tsoela pele ho teko e 'ngoe eo li-cell cathode e entsoe ka motsoako oa phofo butswe k'habone le ku-2-8 le le ka ntle celik eleketrode le anode tloha motsoako oa butswe k'habone phofo le anion lehoakhoa AB-17-8 ho eleketrode Link tswa tšepe glassware. Electrolyte - ea metsi tharollo ea NaCl, ho anode le cathode bobuelli ba arohane ka ho a maiketsetso a ka ikutloa kateng. li-electrode External tsa elements sena ka October 2011 ba khona ho 'short-oa potoloho le etseng letho ammeter. Hona joale e bontša e ammeter, hoo e ka bang letsatsi le ka mor'a eena, a fokotseha ka 1 Ma - ho fihlela ho 100 kak mka (e leng kamoo ho bonahalang kateng e loketseng ho karohanyo ea li-electrode ho), 'me ho tloha ka nako eo ho feta selemo ha a fetohe.

Ka liteko tse sebetsang hlalositsoeng ka holimo mabapi le atlehang haholoanyane thepa inaccessibility fumana diphetho haholo ka tlaase ho feta theoretically khoneha. Ho phaella moo, ho hlokomela hore karolo ea kakaretso emf hare Elements kamehla chesa ho boloka ho eleketrode itšoara joang (ho hlahisa haedrojene le oksijene) le a ke ke a lekanngoa ka ho oa potoloho kantle.

Qetello.

Ha a akaretsa, re ka etsa qeto ea hore lintho tsa tlhaho re lumella hore re ho sokolla eneji, le mogote ka eneji, le e metle kapa mosebetsing, ha a ntse a sebelisa e le "hitara" tikoloho le ho se be le ea "sehatsetsi". Ka tsela eo Donnan sebetsa mme hare HAEBA sokoloha mogote eneji, le ya likaroloana ka qosoa ka motlakase tšimo eneji, le Del e le mocheso endothermic karabelong e fetoloa eneji, le lik'hemik'hale.

Ho nkoa ka ikopanya le elements o chesa mocheso ho tloha mahareng le metsi, 'me allocates motlakase matla, haedrojene le oksijene! Ho feta moo, mokhoa oa ho tshebediso ya matla le tšebeliso ea hydrogen e le mafura, 'me metsi a khutlela morao ho ea mocheso mahareng!

Karolo 3 of atolositsoeng ea.

karolo ena e ka ho eketsehileng tšohloa Donnan equilibrium e le hantle, ha ke le mateano a ka hare HPDC tšepe / semiconductor le Peltier mocheso ka liphetoho redox le eleketrode tse khonehang ka elements ea.

Donnan 'nang (Sehlomathiso №1)

Nahana ka mochine oa ketsahalo ea Donnan monyetla oa ho polyelectrolyte. Mora dissociation polyelectrolyte counterions qala nyane lona, ke diffusion, ba siea ya bophahamo ba modumo hapa ke molecule ena. Directional diffusion tsa counterions ya tse nyenyane macromolecules bophahamo ba modumo polyelectrolyte ka solvent ke ka lebaka la ho eketseha mahloriso ka bongata ba molecule e le bapisoa le tse ling kaofela ea tharollo. Ho ekelletsa moo, haeba, ka mohlala, counterions tse nyenyane tse hlonamisitsoe qosoa, sena se fella ka hore karolo e ka hare ea molecule li sebele qosoa, le tharollo ke hang-hang le haufi le molumo oa molecule e - mpe. ke hore, pota ka sebele qosoa macroion bophahamo ba modumo, ho na le ea mofuta ofe "Ion sepakapaka" ba nyane stats-ions - hlonamisitsoe qosoa. Qetello ionic sepakapaka qoso kgolo ya le hlaha ha tšimo electrostatic pakeng tsa Ion bophahamo ba modumo macroion sepakapaka le sekaleng le mogote diffusion tsa counterions nyenyane. La sephetho equilibrium bokgoni ba phapang pakeng tsa sepakapaka le macroions ionic ke Donnan hlahelang. Donnan bokgoni ba o boetse o boleloa e le 'nang lera, hobane ba boemong bo tšoanang le hlaha ka lera semipermeable, ho etsa mohlala, ha e arola electrolyte tharollo e nang ions tsa mefuta e 'meli - ea nang le bokhoni' me se khona ho fetisetsa meetly tsa solvent e hloekileng.

Donnan bokgoni ba ka nkoa e le e fokotsa Ha monyetla diffusion, ha tsamaiso ya e mong oa ions le (ena macroion nyeoe e 'ngoe) e lefela. Ka mor'a moo, ho latela [1, leq. 535], ho nka taolong ea stats lekana le e mong:

E le d = (RT / F) Ln ( A1 / a2), moo

Ed - Donnan bokgoni ba;

R - ea bokahohleng e le khase ea kamehla;

T - thermodynamic mocheso;

F - Faraday kamehla;

A1, a2 - stats-mosebetsi ka mekhahlelo e ikopanye le.

Ka setho sena, moo lera le arola poliosnovaniya ditharollo (ph = LG sa 1 = 14) le polyacid (ph = LG sa 2 = 0), Donnan bokgoni ba ka mose ho lera ho ka mocheso kamoreng (T = 300 0 K) e ne e tla:

E le d = (RT / F) (LG sa 1 - LG sa 2) Ln (10) = (8,3 * 300/96500 ) * (14 - 0) * Ln (10) = 0.83 Volts

Donnan bokgoni ba eketseha ho lekana ka ho toba mocheso. Bakeng sa diffusion tsa motlakase ya seleng ea Peltier mocheso ke mohloli feela bakeng sa tlhahiso ea mosebetsi oa bohlokoa, ha ho makatse hore likarolo joalo emf eketsa ka ho eketseha mocheso. Ka diffusion seleng ea bakeng sa tlhahiso ea mosebetsi, Peltier mocheso kamehla tlosoa ho tikoloho. Ha phallang jwale ka EDL thehoa Donnan e le hantle, ka tataiso coinciding le tataiso e ntle ea tšimo ea Des (i.e., ha tšimo ea Des etsa mosebetsi o positive), mocheso e ananelang tloha tikolohong bakeng sa tlhahiso ea pampiri ena.

Empa elements diffusion ke e tsoelang pele le unidirectional phetoho ka mahloriso Ion, 'me qetellong e isa ho equalization ho tsepamisa mohopolo le ho emisa laela diffusion, ho fapana le equilibrium Donnan, ao ho' ona, ka ha menyenyetsi quasistatic maqhubu Ion mahloriso, hang ha a fihla boleng itseng, o hlola ka ho sa fetohe .

Sa feiga. 2 bontša thalo tsa redox tse khonehang a itšoare la haedrojene le oksijene ha fetola acidity ea tharollo. Chate e bontšang hore eleketrode ba oksijene sebopeho itsoara joang ka ho ba sieo ha OH- ions (1.23 volts ka tikoloho asiti) e fapaneng ho tloha ka bang teng e tšoanang ka mahloriso phahameng (volts 0,4 ka seaplane e alkaline) ka 0,83 volts. Ka ho tšoanang, eleketrode ba itsoara joang ka hydrogen-eaba ba etsa ka ho ba sieo ha H + (-0.83 volts ka mahareng alkaline) e fapaneng ho tloha ka bang teng e tšoanang ka mahloriso phahameng (0 V ka seaplane e acid), le ka linako 0,83 volts [4. 66-67]. ke hore, ha totobala hore 0,83 volts hlokahala e le hore ho fumana ea mahloriso phahameng ea metsi ions fapaneng. Sena se bolela hore 0,83 volts Ho hlokahala bakeng sa boima ba ho se nke lehlakore dissociation ea limolek'hule metsi H + le OH- ions. Ka tsela eo, haeba lera e tshehetswa ka elements cathode sebaka asiti mahareng a rona le ka anodic alkaline, le gagamalo finyella lona Del 0,83 volts, e leng ka tumellano e ntle le dipalelo le mogopolofela hlahisa pele ho moo. gagamalo ena e fana ka phahameng conductivity sebaka Des lera ke dissociation metsi ions ka hare ho eona.

Sa feiga. 2. Setšoantšo se Qanollang tse khonehang redox karabelong

li bole kapele 'ea metsi,' me H ions + le OH- ka haedrojene le oksijene.

HAEBA le Peltier mocheso (Sehlomathiso №2)

"Sesosa sa Peltier e le hantle ke hore matla a karolelano ea bajari qoso (bakeng sa dieleketerone definiteness) ameha ka conductivity ea motlakase ka conductors tse sa tšoaneng tsa fapaneng ... In phetoho ho tloha mokhanni e mong ka le elektrone e mong kapa fetisetsa feteletseng matla theiboleng kapa tlatsetsa ho hloka matla a ka litšenyehelo tsa lona (ho itšetlehile ka tataiso ea morao-rao).

Sa feiga. 3. The Peltier phello tšepe o ikopanye le semiconductor n-: ԐF - Fermi boemo ba; ԐC - tlase ya conduction sehlopha sa semiconductor ea; ԐV - valence sehlopha; Ke - positive, tataiso ea morao-rao; didikadikwe le metsu bontša dira ditshwantsho dieleketerone.

Tabeng ea pele haufi le ho ikopanya le e lokolloa, 'me ea bobeli e - ho thoeng ananelang .. Peltier mocheso. Ka mohlala, ka ikopanye le semiconductor - tšepe (Figure 3) matla a ya dieleketerone eo feta ho tswa ho-n-mofuta semiconductor ho tšepe (setseng ho thetsana) ke haholo e phahameng ho feta Fermi eneji, le ԐF. Ka lebaka leo, ba ile ba ba tlōla equilibrium mogote ka tšepe e. Equilibrium e tsosolosoa ka lebaka la thulana, eo ho eona thermalized dieleketerone, a le fa feteletseng eneji, le bonaletsang. theiboleng. The semiconductor tšepe (thetsana le letona) ka feta feela dieleketerone fetisisa mahlahahlaha, e le hore le elektrone e le khase ka tšepe e pholisa. Ka ho tsosolosoa ha ho equilibrium kabo ea oscillation eneji, le chesa lekhoakhoa "[2, leq. 552].

Ho ikopanya le tšepe / leq-semiconductor maemo ha a tšoanang. hobane E leq-conductivity semiconductor mekoti fana valence lona sehlopha hore e tlase boemo Fermi, joale e ntan'o ba ka ikopanya le tla folisoa, eo ho eona dieleketerone phalla ho tswa ho leq-semiconductor ho tšepe e. Peltier mocheso lokolloa kapa ananelang ka ikopanya le tsa conductors tse peli, ka lebaka la ho hlahisoa ha mpe kapa ntle tsa HAEBA hare.

Akarelletsoa Bo-le letšehali ho ikopanya le lekhalo (sa feiga. 3), tseo Peltier mocheso kabo, e electrolytic seleng, ka mohlala, ea metsi NaOH tharollo (Figure 4) le tšepe semiconductor le n g-e ke e be ka lik'hemik'hale inert.

Sa feiga. 4. letšehali ho ikopanya le n g-semiconductor le tšepe e bulehetse 'me ba tsamaisa ka lekhalo ya tharollo electrolyte. Litlotla li tšoana le ka sa feiga. 3.

Hobane, ha e phallang jwale «Ke», e semiconductor ea n g-dieleketerone ka eneji, le phahame ho fihla tharollo ho feta a tsoa ka tharollo ka tšepe e, matla ena feteletseng (mocheso tsa Peltier) lokela ho ema ka seleng.

Hona joale ka ka seleng ka 'na ba feela taba ea menyenyetsi ho eona liphetoho motlakase ya. Ha exothermic itsoara joang ka seleng, mocheso Peltier Ho lokolloa ka seleng, ka ho feta a na moo a ka tsamaea. Ha itsoara joang ka seleng - endothermic, ho Peltier mocheso e feletseng kapa karolo e 'ngoe ho buseletsa bakeng sa phello endothermic, ke hore,, ya ho theha e sehlahisoa itšoara joang. Ka mohlala ona, kakaretso ea seleng e itšoara joang: 2H2O → 2H2 ↑ + O2 ↑ - endothermic kateng, ho ba mocheso (eneji ee) ya Peltier ke ho bopa limolek'hule le H2 O2, ba thehoa ka li-electrode ho. Kahoo, re fumana hore mocheso oa Peltier kgethile ho mahareng ka le letona-n-o ikopanye semiconductor / tšepe e sa lokolloa khutlela ka tikoloho, 'me e bolokoa ka mokgwa ea matla lik'hemik'hale tsa haedrojene le oksijene limolek'hule. Ho hlakile hore, ho sebetsa ha mohloli Link gagamalo e chesa ka electrolysis tsa metsi, tabeng ena e tla e nyenyane ho feta tabeng ea li-electrode tšoanang, a etsa hore ho na ketsahalo e sa Peltier le phello ..

Ho sa tsotellehe hore ba thepa ea li-electrode ho, ho electrolytic seleng ea ka boeona e ka e monyang kapa hlahisa mocheso ha feta ka Peltier jwale tlhokeng. The quasi-ee sa fetoleng boemo maemo, ho fetola ba lisele Gibbs [4, leq. 60]:

Δ G = Δ H - T Δ S, moo

Δ H - enthalpy phetoho ea sele;

T - thermodynamic mocheso;

Δ S - phetoho ka tlhokeho ea melao ea sele;

Q = - T Δ S - mocheso oa Peltier seleng.

Bakeng sa hydrogen-oksijene motlakase ya seleng ea ka T = 298 (K), e leng phetoho ea ka enthalpy ΔHpr = - 284.5 (KJ / Mol) [8, leq. 120], li fetohele ka Gibbs 'nang [4. e. 60]:

ΔGpr = - zFE = 2 * 96485 * 1.23 = - 237.3 (KJ / Mol), moo

med - palo ea dieleketerone ka molek'hule;

F - Faraday kamehla;

E - emf seleng.

Ka lebaka leo,

Q Rd = - T Δ S Rd = Δ G jj - Δ H jj = - 237,3 + 47,2 = 284,5 (KJ / Mol)> 0,

ke hore, hydrogen-oksijene motlakase ya seleng ea etsa chelete mocheso ka tikoloho Peltier, ha ntlafatsa tlhokeho ea melao ea sona 'me theola lona. Joale, ka tshebetso e bapileng, ho electrolysis ea metsi, e leng ha e ka mohlala oa rōna, Peltier mocheso Q ma = - Q Rd = - 47.3 (KJ / Mol) ya electrolyte li tla ananelang tloha tikoloho.

Bolela P - Peltier mocheso tlosoa ho tikoloho e nepahetseng-n-o ikopanye semiconductor / tšepe. Mocheso P> 0 lokela ho ema ka seleng, empa hobane li bole kapele 'ea metsi ka seleng endothermic itšoara joang (Δ H> 0), le Peltier mocheso P ke ho buseletsa bakeng sa phello mogote ea kamoo ba ileng ba:

Δ G arr = (Δ H arr - n g) + Q ma                                                                        (1)

Ma Q itšetlehile feela ka ho hlophisoa ha electrolyte, kaha Ke bath ea sele electrolytic le li-electrode inert, le n g o itšetlehile feela ka thepa eleketrode.

Abel (1) e bontša hore mocheso oa Peltier P le Peltier futhumatsa ma Q, ke tlhahiso ea mosebetsi e metle. ke hore, Peltier mocheso li tlosoe tsohle ho mahareng le ho fokotsa litsenyehelo tsa ho ba le Link matla mohloding hlokehang bakeng electrolysis. boemo bo A moo mocheso mahareng ke mohloli oa matla bakeng sa tlhahiso ea mosebetsi oa bohlokoa, e bath ea diffusion, hammoho le bakeng sa lisele tse ngata motlakase ya, mehlala ea likarolo tse joalo li bontša ka ho [3, leq. 248 - 249].

References

1. Gerasimov Ya. I. tsela ea k'hemistri meleng. Sao tutorial: Ka diyunivesithi. V 2 sa t. T.II. - 2nd gela .. - M:. K'hemistri, Moscow, 1973. - tsebe 624 leq.
2. Dashevskiy 3. M. Peltier sebediswa. // Physical Encyclopedia. Ka 5 m. T. III. Magneto - Poynting Theorem. / CH. Ed. A. M. Prohorov. Ed. bala. DM Alekseev, A. M. Baldin, AM Bonch-Bruevich, A. Borovik-Romanov le ba bang - M:.. Great Russia Encyclopedia, 1992. - 672 leq. - ISBN 5-85270-019-3 (3 m.); ISBN 5-85270-034-7.
3. Krasnov KS Physical k'hemistri. Ka 2 libuka. Vol. 1. Sebopeho sa Tsotellehe Hore na re. Thermodynamics: Proc. bakeng sa likolo tse phahameng; KS Krasnov, N. K. Vorobev, I. et al a Godnev -. 3rd gela .. - M:. Phahameng. wk, 2001. -. 512. - ISBN 5-06-004025-9.
4. Krasnov KS Physical k'hemistri. Ka 2 libuka. Vol. 2. Electrochemistry. kinetics lik'hemik'hale le dikatalise: Proc. bakeng sa likolo tse phahameng; KS Krasnov, nk, Vorobyov I. N. Godnev et al a. -3 gela., Tšen - M:. Phahameng. wk, 2001. -. 319. - ISBN 5-06-004026-7.
5. Sivukhin DV kakaretso mokhoa oa ho fisiks. Sao tutorial: Ka diyunivesithi. Ka 5 m. T.III. Motlakase. - 4th gela, stereotypes .. - M: FIZMATLIT;. Phatlalatsang ntlo ea MIPT, 2004. - 656 leq. - ISBN 5-9221-0227-3 (3 m.); 5-89155-086-5.
6. Tager A. A. Physical k'hemistri oa polymers. - M:. K'hemistri, Moscow, 1968. - ka 536-E leq.
7. Vetter K. ya motlakase ya kinetics, le fetoletsoeng e le ho tswa ho puo eo Jeremane le diphetolo le mongoli a neng a le khatiso Russia, e hlophisitsoeng ke Corr. USSR Academy of Sciences porofesa. Kolotyrkin asbyrnem - M:. K'hemistri, Moscow, 1967. - le 856-E leq.
8. P. Atkins Physical k'hemistri. Ka 2 v. T.I., le fetoletsoeng e le ho tswa ho puo ea Senyesemane ea ngaka ea saense lik'hemik'hale Butin kp - M:. Mir, Moscow, 1980. - 580 leq.