|
Sledování závislosti proudu na vloženém napětí v elektrochemickém článku, složeném z nepolarizovatelné
referentní a polarizovatelné pracovní (měrné) elektrody, je předmětem voltamperometrických (pracovní
elektrody s konstantním povrchem) a polarografických metod (rtuťové elektrody s obnovovaným povrchem).
Připojí-li se elektrody článku k vnějšímu zdroji napětí, které bude větší než rovnovážné
(Uv > Ur), začne na kladné elektrodě (anodě) probíhat oxidační reakce
a uvolněné elektrony se budou spotřebovávat na záporné katodě k redukci, tzn., že proud bude protékat
článkem opačným směrem než v případě článku galvanického. Podle Faradayových zákonů je látkové
množství n, které podlehlo elektrolýze, určeno vztahem
(V.1)
resp.
(V.2)
kde m je hmotnost látky, M – molární hmotnost analytu, Q – náboj, I
– proud, t – čas, z – počet elektronů vyměněných při reakci, F – Faradyova
konstanta (F = 96500 C·mol-1, přesněji 96485,34 C·mol-1)
- Ze vztahu vyplývá:
- a) množství látek, které na elektrodách zreagovaly, jsou úměrná náboji prošlému roztokem,
- b) množství různých látek, které se přeměnily nábojem Q / z, jsou stejná,
- c) na elektrochemickou přeměnu látkového množství jednoho molu látky je potřebný náboj Q = z · 96485 coulombů (C).
Potenciálový rozdíl anody a katody – polarizační napětí Up – působí proti napětí
vloženému Uv. Velikost proudu se pak řídí rozšířeným Ohmovým zákonem
(V.3)
Pokud I < 1·10–4 A a odpor článku klesne na jednotky, příp. desítky ohmů, lze napětí
IR zanedbat a platí Uv ~ Up, tzn., že článek je
v rovnováze.
|
|