ការងារដែលមានប្រយោជន៍ដោយកំដៅនៃបរិស្ថាននេះ

ផ្នែកទី 1 លក្ខខណ្ឌនិងនិយមន័យមួយចំនួន។

កម្លាំងអគ្គិសនី (EMF) គឺជាផ្នែកអាំងតេក្រាលវាលកម្លាំងពីខាងក្រៅរួមមានប្រភពបច្ចុប្បន្នមួយ ... កម្លាំងខាងក្រៅការសម្ដែងនៅក្នុង electroplating កោសិកានៅព្រំដែនរវាងអេឡិចត្រូលីតនិងអេឡិចត្រូបាន។ ពួកគេប្រតិបត្តិការនៅលើព្រំដែនរវាងលោហៈដូចគ្នាទាំងពីរនិងទំនាក់ទំនងដែលមានភាពខុសគ្នាកំណត់សក្តានុពល therebetween [5, ទំ។ 193, 191] ។ ចំនួនទឹកប្រាក់សក្តានុពលនៅលើផ្ទៃលោតផ្នែកសៀគ្វីទាំងអស់នេះគឺស្មើទៅនឹងភាពខុសគ្នារវាងអ្នកដឹកនាំ, ដែលមានទីតាំងស្ថិតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ចុងនិងត្រូវបានគេហៅថាជាកម្លាំងចលករសៀគ្វីចំហាយនេះអគ្គិសនី ... ខ្សែសង្វាក់មានតែមួយគត់នៃចំហាយនៃប្រភេទដំបូងនេះគឺស្មើទៅនឹងលោតសក្តានុពលរវាងដំបូងនិងចំហាយចុងក្រោយក្នុងការទាក់ទងពួកគេ (ច្បាប់ Volta) ដោយផ្ទាល់ ... បើសៀគ្វីនេះគឺបើកចំហឱ្យបានត្រឹមត្រូវ, ចលករនេះ សៀគ្វីនេះគឺសូន្យ។ ដើម្បីកែអ្នកដឹកនាំបើកសៀគ្វីដែលរួមបញ្ចូលអេឡិចត្រូលីតយ៉ាងហោចណាស់មួយ, វ៉ុលច្បាប់ ... ជាក់ស្តែង, តែសៀគ្វីចំហាយយ៉ាងហោចណាស់មានចំហាយនៃប្រភេទមួយជាលើកទីពីរជាកោសិកា Electrochemical (ឬច្រវាក់ធាតុ Electrochemical) [1, ទំ។ 490 - 491] ។

Polyelectrolytes មានសារធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលមានសមត្ថភាព dissociating ទៅជាអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ, ដូច្នេះនៅក្នុង macromolecules ដូចគ្នានេះដែរមួយចំនួនធំនៃការកើតឡើងការចោទប្រកាន់ ... polyelectrolytes crosslinked (ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង, ជ័រអ៊ីយ៉ុង-ផ្លាស់ប្តូរ) មិនរំលាយ, តែហើមខណៈពេលដែលរក្សាសមត្ថភាពដើម្បីដោះខ្លួនចេញ [6, ទំ។ 320 - 321] ។ Polyelectrolytes បំបែកចូលទៅក្នុង macroion បានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាននិង H ions + + ត្រូវបានគេហៅ polyacids dissociates ចូលទៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងនិងវិជ្ជមាននិង macroion បានចោទប្រកាន់ដែលគេហៅ poliosnovaniyami OH- ។

សក្តានុពលលំនឹង Donnan គឺមានភាពខុសគ្នាមានសក្តានុពលមួយដែលកើតឡើងនៅព្រំដែនរវាងអេឡិចត្រូដំណាក់កាលពីរប្រសិនបើការកំណត់នេះគឺមិនមានភាពបទឹកឱ្យអ៊ីយ៉ុងទាំងអស់។ ដែនកំណត់សម្រាប់អ៊ីយ៉ុងមួយចំនួនមិនអាចអាចបណ្តាលជាឧទាហរណ៍វត្តមាននៃភ្នាសជាមួយរន្ធញើសតូចចង្អៀតខ្លាំងណាស់ដែលជាឥតដំនើសម្រាប់ភាគល្អិតខាងលើទំហំជាក់លាក់។ ការជ្រើសរើសនៃចំណុចប្រទាក់ permeability បានកើតឡើងហើយប្រសិនបើអ៊ីយ៉ុងណាមួយបានភ្ជាប់យ៉ាងខ្លាំងទៅមួយដំណាក់កាលដែលទុកវាជាទូទៅមិនអាចធ្វើបាននៃការ។ ការផ្លាស់ប្តូរការពិតប្រាកដមានឥរិយាបទអ៊ីយ៉ុង ionic ជ័រឬប្តូរប្រាក់ក្រុមអ៊ីយ៉ុងមូលបត្របំណុល homopolar ថេរក្នុងបន្ទះឈើម៉ូលេគុលឬម៉ាទ្រីស។ ដំណោះស្រាយនេះ, ត្រូវបាននៅក្នុងទម្រង់ជារង្វាស់ដូចរួមជាមួយនឹងវាដំណាក់កាលតែមួយ; ជាដំណោះស្រាយ, ដែលមានទីតាំងស្ថិតនៅខាងក្រៅ - លើកទីពីរ [7 ។ 77] ។

ស្រទាប់ទ្វេរដងអគ្គិសនី (EDL) ត្រូវបានកើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់ដែលបានកំណត់នៃស្រទាប់ចោទប្រកាន់ពីគណបក្សប្រឆាំងបានបោះចោលនៅចម្ងាយមួយចំនួនពីគ្នាទៅវិញទៅមក [7 ដំណាក់កាលទាំងពីរនៃការ។ 96] ។

Peltier ប៉ះពាល់ឯកោនេះឬការស្រូបយកកំដៅនៅក្នុងការទំនាក់ទំនងនៃចំហាយពីរផ្សេងគ្នាអាស្រ័យលើទិសដៅនៃចរន្តអគ្គិសនីតាមរយៈការហូរទំនាក់ទំនង [2, ទំ។ 552] ។

ផ្នែកទី 2: ការប្រើប្រាស់មធ្យមក្នុងការធ្វើអគ្គីសនីវិភាគកំដៅរបស់ទឹក។

សូមពិចារណាយន្តការនៃការកើតឡើងនៃសៀគ្វីនៃក្រឡា Electrochemical នេះ (ធាតុកាត់) នេះបានបង្ហាញគំនូរបំព្រួញនៅក្នុងរូបភព។ 1, EMF កាន់តែច្រើនដោយសារតែការទំនាក់ទំនងផ្ទៃក្នុងភាពខុសគ្នាមានសក្តានុពល (PKK) និងផលប៉ះពាល់នៃការ Donnan (ការរៀបរាប់សង្ខេបនៃសារៈសំខាន់នៃការមានប្រសិទ្ធិភាព Donnan នេះគណបក្ស PKK ផ្ទៃក្នុងនិងកំដៅ Peltier ជាប់ទាក់ទងត្រូវបានផ្តល់ជូននៅក្នុងផ្នែកមួយភាគបីនៃអត្ថបទនេះ) ។

រូបភព។ 1. តំណាងគំនូរបំព្រួញនៃកោសិកា Electrochemical មួយ: 1 - កាតូតនេះត្រូវបានទាក់ទងជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនៃ 3 ជាប្រតិកម្មការកាត់បន្ថយនៃការប្រស្រ័យទាក់អេឡិចត្រូលីត Electrochemical កើតឡើងនៅលើផ្ទៃរបស់ខ្លួនបានធ្វើឡើងនៃ doped យ៉ាងខ្លាំង n-ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកនៃធាតុគីមី។ ជាផ្នែកមួយនៃកាតូតដែលតភ្ជាប់ទៅកាន់ប្រភពតង់ស្យុងខាងក្រៅ, metallized; 2 - អាណូតត្រូវបានទាក់ទងជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនៃ 4 មួយនៅលើផ្ទៃនោះកើតមានប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម Electrochemical នៃ anions អេឡិចត្រូលីតដែលបានធ្វើឡើងនៃការ doped យ៉ាងខ្លាំងទំ-ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកនៃធាតុគីមី។ ជាផ្នែកមួយនៃអាណូតដែលតភ្ជាប់ទៅកាន់ប្រភពតង់ស្យុងខាងក្រៅ, metallized; 3 - អវកាសកាតូត, ដំណោះស្រាយ polyelectrolyte, dissociating នៅក្នុងទឹកនៅ macroion r- អវិជ្ជមាននិង counterions ចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមានរបស់ K តូចបានចោទប្រកាន់ + + (ក្នុងឧទាហរណ៍នេះគឺជាអ៊ីយ៉ុងបច្ចុប្បន្ននេះ H + អ៊ីដ្រូសែន) 4 - អាណូតជាដំណោះស្រាយ polyelectrolyte បន្ទាប់នៅក្នុងទឹក dissociating ចូលទៅក្នុងបន្ទុកវិជ្ជមាន macroion ៛ + និង counterions បានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន A- តូច (ក្នុងឧទាហរណ៍នេះវាម៉ាញ៉េអ៊ីយ៉ុង OH-); 5 - ភ្នាស (diaphragm), គឺ impermeable ទៅ macromolecules (macroion) polyelectrolytes ទេប៉ុន្តែបទឹកទាំងស្រុងទៅ counterions តូចរបស់ K + A- និងម៉ូលេគុលទឹក 3 និងការចែករំលែកមានទំហំ 4; Evnesh - ប្រភពតង់ស្យុងខាងក្រៅ។

EMF ដោយមានប្រសិទ្ធិភាព Donnan

ចំពោះភាពច្បាស់លាស់, អេឡិចត្រូលីតនៃទំហំកាតូតនេះ (។ 3 រូបភាពទី 1) ត្រូវបានជ្រើសដំណោះស្រាយ aqueous polyacid (R ក្រុមហ៊ុន H +) អេឡិចត្រូលីតនិងថ្នាក់អាណូត (4, រូបភព 1) - poliosnovaniya ដែល aqueous (៛ + + OH-) ។ ជាលទ្ធផលនៃការ polyacids សេពគប់ក្នុងថ្នាក់កាតូតមួយនៅក្បែរផ្ទៃនៃកាតូត (1, 1 រូបភព។ ) នេះគឺមានការផ្តោតអារម្មណ៍ការកើនឡើងនៃក្រុមហ៊ុន H + អ៊ីយ៉ុង។ បន្ទុកវិជ្ជមានលេចឡើងនៅក្នុងតំបន់ជុំវិញនៃផ្ទៃកាតូតនេះមិនត្រូវបាន compensated បានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន macroions r-, ចាប់តាំងពីការ ពួកគេមិនអាចចូលមកជិតទៅលើផ្ទៃនៃកាតូតនេះដោយសារតែទំហំរបស់វានិងវត្តមាននៃបរិយាកាស ionic បន្ទុកវិជ្ជមាន (សម្រាប់សេចក្តីលម្អិតមើលឃើញ។ សង្ខេបផលប៉ះពាល់ Donnan នៅក្នុងឧបសម្ព័ន្ធ№1នៃផ្នែកទីបីនៃអត្ថបទនេះ) ។ ដូច្នេះស្រទាប់ព្រំដែននៃដំណោះស្រាយដោយផ្ទាល់នៅក្នុងការទំនាក់ទំនងជាមួយនឹងផ្ទៃកាតូតមួយដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ជាលទ្ធផលមួយដំបូងនៅលើផ្ទៃកាតូតអគ្គីសនីនេះជាប់គ្នាជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនេះមានបន្ទុកអវិជ្ជមាននៃអេឡិចត្រុចរន្តនេះ។ ឧ នៅចំណុចប្រទាក់រវាងផ្ទៃកាតូតនិងដំណោះស្រាយ DES ដែលបានកើតឡើង។ មុខវិជ្ជា DES ពីនេះបានជំរុញឱ្យអេឡិចត្រុងនេះកាតូត - ដើម្បីជាដំណោះស្រាយ។

ស្រដៀងគ្នានេះដែរនៅលើអាណូត (2, រូបភព។ 1) ស្រទាប់ព្រំដែននៃដំណោះស្រាយនៅក្នុងថ្នាក់អាណូតនេះ (4 រូបភព។ 1) ដោយផ្ទាល់នៅក្នុងការទំនាក់ទំនងជាមួយនឹងផ្ទៃអាណូតមានបន្ទុកអវិជ្ជមាននិងនៅលើផ្ទៃអាណូតនេះជាប់គ្នាជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនេះមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ឧ នៅចំណុចប្រទាក់រវាងផ្ទៃអាណូតនិងដំណោះស្រាយនេះផងដែរបានកើតឡើង DES ។ មុខវិជ្ជា DES ពីនេះបានជំរុញឱ្យអេឡិចត្រុដំណោះស្រាយ - អាណូតមួយ។

ដូច្នេះវាលនៃ DES នៅចំណុចប្រទាក់របស់កាតូតនិងអាណូតដោយមានការដំណោះស្រាយនេះបានគាំទ្រកម្ដៅដំណោះស្រាយការផ្សព្វផ្សាយអ៊ីយ៉ុងគឺជាប្រភពចលករផ្ទៃក្នុងពីរ, ការសម្ដែងនៅក្នុងការប្រគំតន្ត្រីដោយមានប្រភពខាងក្រៅ, ឧទាហរណ៍, ជំរុញឱ្យមានការចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាននៅក្នុងរង្វិលជុំច្រាសទ្រនិចនាឡិកានេះ។

polyacids poliosnovaniya សេពគប់ផងដែរនិងបណ្តាលឱ្យការផ្សព្វផ្សាយកំដៅតាមរយៈភ្នាស (5 រូបភាពទី 1) ក្រុមហ៊ុន H ions + + ពីចន្លោះកាតូតនេះ។ - ទៅអាណូត, និងអ៊ីយ៉ុង OH- ពីថ្នាក់អាណូតនេះ - កាតូតមួយ។ Macroion ៛ + និង r- polyelectrolytes មិនអាចផ្លាស់ទីតាមរយៈភ្នាសដូច្នេះវាពីចន្លោះកាតូតដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានលើសនិងពីចន្លោះ anode - មួយបន្ទុកវិជ្ជមានលើសឧទាហរណ៍, នៅទីនោះគឺជារូបផ្សេងទៀតដោយសារតែផលប៉ះពាល់ Donnan ។ ដូច្នេះភ្នាសខាងក្នុងផងដែរបានកើតឡើងដែល EMF, ការសម្ដែងនៅក្នុងការប្រគំតន្ត្រីជាមួយនឹងប្រភពខាងក្រៅនៃការផ្សព្វផ្សាយនិងរក្សាកំដៅនៃអ៊ីយ៉ុងដែលជាដំណោះស្រាយ។

នៅក្នុងឧទាហរណ៍របស់យើងតង់ស្យុងនៅទូទាំងភ្នាសនេះអាចឈានដល់ 0,83 វ៉ុល, ជា នេះត្រូវគ្នាទៅការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារពី - 0,83 0 វ៉ុលនៅផ្លាស់ប្តូរពីមធ្យមអាល់កាឡាំងនៅក្នុងថ្នាក់អាណូតនេះបន្ទាប់កាតូតបរិស្ថានទឹកអាស៊ីតនេះ។ សម្រាប់សេចក្ដីល្អិតសូមមើល។ នៅក្នុងឧបសម្ព័ន្ធ№1នៃផ្នែកទីបីនៃអត្ថបទនេះ។

EMF គណបក្ស PKK ពីខាងក្នុង

នេះជាចលករធាតុ វាបានកើតឡើងរួមទាំងនៅក្នុងអាណូតនិងកាតូតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកទំនាក់ទំនងផ្នែកដែករបស់ខ្លួនក្នុងការបម្រើដើម្បីតភ្ជាប់ប្រភពតង់ស្យុងខាងក្រៅ។ ចលករនេះ ដោយសារតែការផ្ទៃក្នុងរបស់ PKK ។ ប្រសិនបើផ្ទៃក្នុងមិនបង្កើតផ្ទុយទៅវាលខាងក្រៅនៅក្នុងចន្លោះជុំវិញចំហាយទំនាក់ទំនងឧទាហរណ៍ វាមិនប៉ះពាល់ដល់ចលនានៃភាគល្អិតបានចោទប្រកាន់នៅក្រៅចំហាយនេះ។ សំណង់ n-ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក / ដែក / p-ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកត្រូវបានគេស្គាល់គ្រប់គ្រាន់និងត្រូវបានប្រើជាឧទាហរណ៍មួយឧណ្ណ ម៉ូឌុល Peltier ។ ទំហំនៃចលករនេះ រចនាសម្ព័ននៅសីតុណ្ហភាពដូចជាបន្ទប់មួយអាចឈានដល់តម្លៃនៃលំដាប់នៃ 0,4 នេះ - 0,6 រថយន្ត Volt [5, ទំ។ 459; 2, ទំ។ 552] ។ វាលក្នុងការទំនាក់ទំនងត្រូវបានដឹកនាំក្នុងរបៀបមួយដែលពួកគេបានជំរុញឱ្យអេឡិចទ្រនិចនាឡិកានៅក្នុងរង្វិលជុំឧទាហរណ៍ ទង្វើក្នុងការប្រគុំតន្ត្រីដោយមានប្រភពខាងក្រៅ។ អេឡិចត្រុងបង្កើនកម្រិតថាមពលនៃការស្រូបយកកំដៅមធ្យមនៃ Peltier នេះ។

ផ្ទៃក្នុងប្រសិនបើកើតឡើងដោយសារតែការផ្សព្វផ្សាយនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងតំបន់ទំនក់ទំនងនៃអេឡិចត្រូតនិងដំណោះស្រាយនេះ, នៅលើផ្ទុយមកវិញ, ជំរុញឱ្យអេឡិចត្រុក្នុងទិសដៅផ្ទុយពីទ្រនិចនាឡិកានៅក្នុងរង្វិលជុំនេះ។ ឧ ចលនាអេឡិចត្រុងក្នុងធាតុដែលបានច្រាសទ្រនិចនាឡិកានៅក្នុងទំនាក់ទំនងទាំងនេះត្រូវតែត្រូវបានផ្តល់កំដៅ Peltier ។ ប៉ុន្តែដោយសារតែ ការផ្ទេររបស់អេឡិចត្រុងពីកាតូតទៅក្នុងដំណោះស្រាយនិងការនៃដំណោះស្រាយនៅក្នុងអាណូតនេះត្រូវបានអមចាំបាច់ដោយប្រតិកម្ម endothermic បង្កើតអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីសែនកំដៅនៃ Peltier មិនត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងមធ្យម, និងគឺដើម្បីកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់ endothermic នេះឧទាហរណ៍ ដូចជា "អភិរក្ស" នៅក្នុង enthalpy នៃការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីសែន។ សម្រាប់សេចក្ដីល្អិតសូមមើល។ នៅក្នុងឧបសម្ព័ន្ធ№2ផ្នែកទីបីនៃអត្ថបទនេះ។

នាវាផ្ទុក (អេឡិចត្រុងនិងអ៊ីយ៉ុង) ផ្លាស់ទីនៅក្នុងសៀគ្វីធាតុមិនត្រូវបានផ្លូវបិទការចោទប្រកាន់ក្នុងធាតុនោះទេមិនបានផ្លាស់ប្តូរមួយដែលត្រូវបានសៀគ្វីបិទជិត។ អាណូតអេឡិចត្រុគ្នាដែលទទួលបានពីដំណោះស្រាយ (ក្នុងវគ្គសិក្សានៃអុកស៊ីតកម្មនៃអ៊ីយ៉ុង OH- ដើម្បីម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែន) និងបានដើរឆ្លងសៀគ្វីខាងក្រៅទៅកាតូតនេះត្រូវបាន volatilized រួមជាមួយនឹងម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន (នៅក្នុងដំណើរការនៃការងើបឡើងវិញនៃអ៊ីយ៉ុង H + នេះ) ។ ដូចគ្នានេះដែរ ions OH- និង H + + មិនផ្លាស់ទីនៅក្នុងសៀគ្វីបិទជិត, ប៉ុន្តែបានតែទៅអេឡិចត្រូតដែលត្រូវគ្នា, ហើយបន្ទាប់មកនៅក្នុងសំណុំបែបបទនៃការធាតិគីមីអ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុលនិងអុកស៊ីសែន។ ឧ និងអ៊ីយ៉ុងនិងអេឡិចគ្នាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងបរិស្ថានរបស់ខ្លួននៅក្នុងវាលបង្កើនល្បឿននៃការ DES, និងចុងបញ្ចប់នៃផ្លូវនេះ, នៅពេលដែលពួកគេឈានដល់ផ្ទៃនៃអេឡិចត្រូតត្រូវបានរួមបញ្ចូលគ្នាក្នុងម៉ូលេគុលនេះបានបំលែងថាមពលបានរក្សាទុកទាំងមូល - ថាមពលនៃចំណងគីមីមួយ, និងចេញពីរង្វិលជុំ!

ទាំងអស់នៃប្រភពនៃចលករ ធាតុ, ការកាត់បន្ថយការចំណាយប្រភពខាងក្រៅសម្រាប់អគ្គីសនីទឹក។ ដូច្នេះកំដៅនៃការស្រូបយកធាតុដែលព័ទ្ធជុំវិញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្ដិការរបស់ខ្លួនដើម្បីរក្សាការផ្សព្វផ្សាយ DES នេះគឺដើម្បីកាត់បន្ថយការចំណាយរបស់ប្រភពខាងក្រៅ, ឧទាហរណ៍, វាបង្កើនប្រសិទ្ធិភាពធ្វើអគ្គីសនីវិភាគ។

អគ្គីសនីវិភាគគ្មានប្រភពទឹកណាមួយពីខាងក្រៅ។

ក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញដំណើរការដែលកើតឡើងនៅក្នុងធាតុដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 1, ប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រភពខាងក្រៅមិនត្រូវបានគេយកទៅក្នុងគណនី។ ឧបមាថាការតស៊ូផ្ទៃក្នុងគឺស្មើទៅនឹងលើកទីមួយហើយវ៉ុលនោះ Evnesh 0 អេឡិចត្រូតត្រូវបាន shorted ធាតុផ្ទុកអកម្មទៅជា (សូមមើលរូបភព។ 5) ។ ក្នុងករណីនេះទិសដៅនិងទំហំនៃវាល DES ដែលកើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់នៅក្នុងធាតុនេះនៅតែមានដូចគ្នា។

រូបភព។ 5. ជំនួសឱ្យ Evnesh (Fig ។ 1) រួមទាំង RL ផ្ទុកអកម្ម។

កំណត់លក្ខខណ្ឌនៃលំហូរបច្ចុប្បន្នដោយឯកឯងក្នុងធាតុនេះ។ ការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពល Gibbs, នេះបើយោងតាមរូបមន្ត (1) នៃឧបសម្ព័ន្ធ№1នៃផ្នែកទីបីនៃអត្ថបទនេះ:

Δរបស់ G ទៅដល់ = (ទៅដល់ក្រុមហ៊ុន H Δ - n) + + Mod សំណួរ

ប្រសិនបើមាន p> Δក្រុមហ៊ុន H + Q mod = 284,5 Mod - 47,2 = 237.3 (KJ / mol) = 1.23 (EV / ម៉ូលេគុល)

ការមកដល់Δរបស់ G <0 និងដំណើរការដោយឯកឯងអាចធ្វើទៅបាន។

យើងនឹងពិចារណាបន្តទៀតថាប្រតិកម្មធាតុអ៊ីដ្រូសែនកើតឡើងនៅក្នុងជំនាន់ដែលជាមធ្យមទឹកអាស៊ីត (សក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃ 0 វ៉ុល) និងអុកស៊ីសែននៅក្នុង (សក្តានុពលនៃការ 0,4 វ៉ុលអេឡិចត្រូត) អាល់កាឡាំង។ សក្តានុពលបែបនេះបានផ្ដល់នូវការភ្នាសអេឡិចត្រូតមួយ (5, រូបភព។ 5), វ៉ុលដែលគួរមាន 0,83 នេះបានវ៉ុល។ ឧ ថាមពលដែលបានទាមទារសម្រាប់ការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីសែនត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយ 0.83 (EV / ម៉ូលេគុល) ។ បន្ទាប់មកលក្ខខណ្ឌនៃលទ្ធភាពនៃដំណើរការដោយឯកឯងនេះនឹង:

p> 1.23 - 0.83 = 0,4 (EV / ម៉ូលេគុល) = 77.2 (KJ / mol) (2)

យើងបានរកឃើញថារបាំងថាមពលនៃម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែនជៀសផុតនិងអ៊ីដ្រូសែនដោយមិនប្រើប្រភពនិងតង់ស្យុងខាងក្រៅ។ ឧ សូម្បីតែនៅ n = 0,4 (EV / ម៉ូលេគុល) ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលអេឡិចត្រូតខាងក្នុង HPDC 0,4 វ៉ុល, ធាតុនឹងមាននៅក្នុងស្ថានភាពនៃថាមវន្តសមតា, និងការផ្លាស់ប្តូរណាមួយ (តូចគូរ) នៃលក្ខខណ្ឌតុល្យភាពនឹងធ្វើឱ្យបច្ចុប្បន្នក្នុងសៀគ្វី។

ឧបសគ្គមួយទៀតឱ្យមានប្រតិកម្មនៅអេឡិចត្រូតជាថាមពលធ្វើឱ្យមានសកម្មនោះទេប៉ុន្តែវាត្រូវបានលុបដោយ មានប្រសិទ្ធិភាពផ្លូវរូងក្រោមដីដែលបាន កើតឡើងដោយសារតែតូចមួយនៃគម្លាតរវាងអេឡិចត្រូនិងដំណោះស្រាយ [7 ទំព័រនេះ។ 147-149] ។

ដូច្នេះនៅលើមូលដ្ឋាននៃការពិចារណាថាមពលនេះយើងសន្និដ្ឋានថានាពេលបច្ចុប្បន្នដោយឯកឯងក្នុងធាតុដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 5, វាគឺអាចធ្វើបាន។ ប៉ុន្តែអ្វីដែលអាចបណ្ដាលឱ្យរាងកាយមានហេតុផលនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ? ហេតុផលទាំងនេះត្រូវបានរាយខាងក្រោម:

1. ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូអេឡិចត្រុងពីកាតូតទៅក្នុងដំណោះស្រាយខ្ពស់ជាងប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរពីអាណូតចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយចាប់តាំងពី n-ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកកាតូតមានច្រើននៃអេឡិចត្រុសេរីជាមួយកម្រិតថាមពលខ្ពស់និងអាណូតទំ-ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក - តែប៉ុណ្ណោះ "រន្ធ" និង "រន្ធ" ទាំងនេះគឺនៅកម្រិតថាមពលអេឡិចត្រុកាតូតមួយដូចខាងក្រោមនេះ

2. ភ្នាសនេះត្រូវបានគាំទ្រនៅក្នុងចន្លោះកាតូតនៃបរិស្ថានទឹកអាស៊ីតមួយ, និងនៅក្នុងអាណូតនេះ - អាល់កាឡាំង។ នៅក្នុងករណីនៃអេឡិចត្រូត inert នេះនាំឱ្យការពិតដែលថាជាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតកាតូតបានក្លាយទៅជាធំជាងអាណូតនេះ។ ដូច្នេះតាមរយៈអេឡិចត្រូវតែផ្លាស់ទីពីសៀគ្វីខាងក្រៅទៅកាតូតនេះអាណូតឡើយ

3. ការចោទប្រកាន់ផ្ទៃនៃដំណោះស្រាយ polyelectrolyte ដែលកើតឡើងដោយសារតែផលប៉ះពាល់ Donnan បង្កើតនៅអេឡិចត្រូត / វាលមានដំណោះស្រាយដូចដែលវាលនៅកាតូតបានជំរុញទិន្នផលអេឡិចត្រុងពីកាតូតទៅក្នុងដំណោះស្រាយ, និងវាលនៅអាណូតនេះ - ធាតុអេឡិចត្រុចូលទៅក្នុងអាណូតពីដំណោះស្រាយនេះ;

4. តុល្យភាពទៅមុខនិងបញ្ច្រាសប្រតិកម្មនៅអេឡិចត្រូតនេះ (ចរន្តផ្លាស់ប្តូរ) លំអៀងទៅក្រុមហ៊ុន H ions + + ប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់នៅឯកាតូតកាត់បន្ថយនិងការកត់សុីនៃអ៊ីយ៉ុង OH- នៅអាណូត, ចាប់តាំងពី ពួកគេត្រូវបានអមដោយការបង្កើតឧស្ម័ន (ពពួកថ្នាំ H2 និង O2) មានសមត្ថភាពក្នុងការចាកចេញពីតំបន់ប្រតិកម្មយ៉ាងងាយស្រួល (គោលការណ៍ឡេ Chatelier របស់) ។

ពិសោធន៍។

សម្រាប់ការវាយតម្លៃបរិមាណនៃតង់ស្យុងនៅទូទាំងផ្ទុកដោយផលប៉ះពាល់ Donnan ការពិសោធន៍មួយត្រូវបានអនុវត្តដែលក្នុងនោះធាតុកាតូតនោះមានកាបោនបានធ្វើឱ្យសកម្មជាមួយអេឡិចត្រូតក្រាខាងក្រៅនិងអាណូតមួយ - ល្បាយនៃកាបោនបានធ្វើឱ្យសកម្មនិងជ័រ anion ប់ AB-17-8 ជាមួយអេឡិចត្រូតក្រាខាងក្រៅមួយ។ អេឡិចត្រូលីត - ដំណោះស្រាយដែលកាលណោះដែល aqueous, អាណូតនិងកាតូតចន្លោះត្រូវបានបំបែកដោយមានអារម្មណ៍សំយោគ។ នៅលើការបើកចំហរអេឡិចត្រូខាងក្រៅនៃធាតុនេះមានតង់ស្យុងប្រហែល 50 mV មួយ។ នៅពេលដែលបានតភ្ជាប់ទៅធាតុនៃការផ្ទុកខាងក្រៅ 10 ohm ថេរបច្ចុប្បន្ននៃប្រហែល 500 microamps ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងព័ទ្ធជុំវិញពី 20 ទៅ 30 0C វ៉ុលទៅអេឡិចត្រូតខាងក្រៅបានកើនឡើងដល់ 54 mV ។ ការបង្កើនតង់ស្យុងនៅសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញដែលបញ្ជាក់ថាប្រភពនៃចលករនេះ ជាការផ្សព្វផ្សាយឧទាហរណ៍ ចលនាកំដៅនៃភាគល្អិត។

សម្រាប់ការវាយតម្លៃបរិមាណនៃតង់ស្យុងនៅទូទាំងផ្ទុកដែលបានមកពីការពិសោធន៍លោហៈ / ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក HPDC ខាងក្នុងត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងការដែលកាតូតកោសិកាដែលមានម្សៅក្រាសំយោគជាមួយអេឡិចត្រូតក្រាខាងក្រៅនិងអាណូតមួយ - ម្សៅនៃ carbide boron (B4C ទំ-ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក) ជាមួយអេឡិចត្រូតក្រាខាងក្រៅមួយ។ អេឡិចត្រូលីត - ដំណោះស្រាយដែលកាលណោះដែល aqueous, អាណូតនិងកាតូតចន្លោះត្រូវបានបំបែកដោយមានអារម្មណ៍សំយោគ។ នៅលើការបើកចំហររបស់អេឡិចត្រូខាងក្រៅធាតុនេះគឺវ៉ុល 150 mV ប្រហែល។ នៅពេលដែលតភ្ជាប់ទៅខាងក្រៅផ្ទុកធាតុ 50 វ៉ុលដែលបានធ្លាក់ចុះដល់ 35 kOhm mV ។ បែបនេះជាការធ្លាក់ចុះខ្លាំងដោយសារការវ៉ុលនេះ carbide boron ដែលចាំបាច់ទាបនិងជាលទ្ធផល, ការតស៊ូផ្ទៃក្នុងមួយធាតុខ្ពស់។ វ៉ុលការស៊ើបអង្កេតធៀបនឹងសីតុណ្ហភាពសម្រាប់ធាតុនៃរចនាសម្ព័ន្ធដូចជាមិនត្រូវបានអនុវត្ត។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាសម្រាប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកអាស្រ័យលើសមាសភាពគីមីរបស់វាកម្រិតនៃសារធាតុញៀននិងលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀតដែលជាការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហាភាពនៅក្នុងវិធីផ្សេងគ្នាអាចមានឥទ្ធិពលលើកម្រិតហ្វែរមីរបស់ខ្លួន។ ឧ ផលប៉ះពាល់សីតុណ្ហភាពនៅលើចលករ ធាតុ (កើនឬថយ), នៅក្នុងករណីនេះគឺអាស្រ័យលើសម្ភារដែលត្រូវបានប្រើ, ដូច្នេះនេះគឺមិនមែនជាការពិសោធន៍ចង្អុលបង្ហាញ។

នៅពេលនេះការពិសោធន៏មួយទៀតកំពុងបន្តដែលខ័រធីអេដនៃធាតុត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយល្បាយនៃកាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មនិង cationite KU-2-8 ជាមួយនឹងអេឡិចត្រូនិចដែកអ៊ីណុកខាងក្រៅនិងអេដ្យូដពីល្បាយនៃម្សៅកាបូននិងអាតូម AB-17-8 ដោយអេឡិចត្រូនិខាងក្រៅពី ដែកអ៊ីណុក។ អេឡិចត្រូលីត្រ - ជាដំណោះស្រាយ aqueous នៃ NaCl ដែលជាកន្លែង anodic និង cathodic ចន្លោះត្រូវបានបំបែកដោយអារម្មណ៍សំយោគ។ ចាប់តាំងពីខែតុលាឆ្នាំ 2011 អេឡិចត្រូតខាងក្រៅនៃធាតុនេះបានស្ថិតនៅក្នុងសៀគ្វីដែលមានអ័រម៉ិចអកម្ម។ ចរន្តដែលបង្ហាញពីមេមាន់ប្រហែលមួយថ្ងៃបន្ទាប់ពីការប្តូរបានថយចុះពី 1 mA - ទៅ 100 mkA (ដែលជាក់ស្តែងត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយប៉ូលីសអេឡិចត្រូដ) និងមិនបានផ្លាស់ប្តូរចាប់តាំងពីពេលនោះមក។

នៅក្នុងពិសោធន៍ជាក់ស្តែងដែលបានរៀបរាប់ខាងលើទាក់ទងនឹងភាពមិនមានលទ្ធភាពនៃវត្ថុធាតុដើមដែលមានប្រសិទ្ធិភាពលទ្ធផលដែលទទួលបានគឺមានកំរិតទាបខ្លាំងជាងតាមទ្រឹស្តី។ លើសពីនេះទៅទៀតវាចាំបាច់ក្នុងការយកទៅពិចារណានូវផ្នែកមួយនៃចំនួនសរុបនៃផ្ទៃក្នុង។ ធាតុនេះតែងតែត្រូវបានគេប្រើដើម្បីថែរក្សាប្រតិកម្មអេឡិចត្រូនិច (ផលិតអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីហ៊្សែន) ហើយមិនអាចវាស់នៅសៀគ្វីខាងក្រៅបានទេ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន ។

ការសង្ខេបពីខាងលើយើងអាចសន្និដ្ឋានថាធម្មជាតិអនុញ្ញាតឱ្យយើងបម្លែងថាមពលកំដៅទៅជាថាមពលឬការងារដែលមានប្រយោជន៍នៅពេលប្រើជា "ម៉ាស៊ីនកំដៅ" បរិស្ថាននិងមិនមាន "ទូទឹកកក" ។ ដូច្នេះផលប៉ះពាល់ Donnan និង IFR ផ្ទៃក្នុងផ្លាស់ប្តូរថាមពលកំដៅនៃចលនារបស់ភាគល្អិតដែលបានចោទប្រកាន់ទៅជា ថាមពលនៃវាលអេឡិចត្រូនិរបស់ DES និងប្រតិកម្មអត់ធន់បំលែងថាមពលកំដៅទៅជាថាមពលគីមី។

ធាតុដែលត្រូវបានចាត់ទុកថាដោយយើងប្រើប្រាស់កំដៅនិងទឹកពីបរិយាកាសប៉ុន្តែបញ្ចេញអគ្គីសនីអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីសែន! លើសពីនេះទៅទៀតដំណើរការនៃការប្រើប្រាស់អគ្គីសនីនិងការប្រើប្រាស់អ៊ីដ្រូសែនជាឥន្ធនៈត្រលប់មកវិញនូវទឹកនិងកំដៅត្រលប់ទៅបរិស្ថាន!

ផ្នែកទី 3 ។

នៅក្នុងផ្នែកនេះផលប៉ះពាល់នៃលំនឹងឌីនីន IFR ផ្ទៃក្នុងចំណុចប្រទាក់លោហៈ / semiconductor និងកំដៅ Peltier លើប្រតិកម្ម redox និងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៅក្នុងធាតុត្រូវបានពិភាក្សាលម្អិតបន្ថែម។

សក្តានុពលនៃ Donnan (ឧបសម្ព័ន្ធទី 1)

ចូរយើងពិចារណាយន្តការនៃរូបរាងនៃសក្ដានុពលឌីណានសម្រាប់វត្ថុធាតុ polyelectrolyte ។ បន្ទាប់ពីការបែងចែកពហុអេឡិចត្រូលីត្រកំទេចតូចៗរបស់វាចាប់ផ្តើមនៅក្រោមសកម្មភាពនៃការសាយភាយដើម្បីទុកឱ្យបរិមាណដែលគ្រប់គ្រងដោយម៉ូលេគុល។ ការបែងចែកទិសដៅនៃការប្រឆាំងបន្តិចបន្តួចពីម៉ូលេគុល polyelectrolyte macromolecule ទៅនឹងសារធាតុរំលាយនេះកើតឡើងដោយសារតែការប្រមូលផ្តុំនៃម៉ូលេគុលមីក្រូហ្វូនកើនឡើងនៅក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយដំណោះស្រាយដែលនៅសល់។ លើសពីនេះទៀតប្រសិនបើឧទាហរណ៍ការបង្ក្រាបតូចត្រូវបានគេគិតលេខអវិជ្ជមាននេះនាំឱ្យការពិតដែលថាផ្នែកខាងក្នុងរបស់ម៉ូលេគុលត្រូវទទួលបានវិជ្ជមានហើយដំណោះស្រាយដែលនៅជិតនឹងបរិមាណនៃម៉ូលេគុលនោះគឺអវិជ្ជមាន។ ខ្ញុំ។ នៅជុំវិញកម្រិតសំឡេងវិជ្ជមាននៃម៉ាក្រូមួយហាក់ដូចជាបរិយាកាសអ៊ីយ៉ុងនៃការប្រឆាំងបន្តិចបន្តួចអវិជ្ជមាន។ ការបញ្ចប់នៃការលូតលាស់នៃបន្ទុកបរិយាកាសអ៊ីយ៉ុងកើតឡើងនៅពេលដែល វាលអគ្គីសនី រវាងបរិយាកាសអ៊ីយ៉ូដនិងបរិមាណនៃម៉ាក្រូមានតុល្យភាពកំដៅកំដៅនៃការប្រឆាំងតូចៗ។ ភាពខុសគ្នារវាងសក្តានុពលលំនឹងឌីណាមិចរវាងបរិយាកាសអ៊ីយ៉ូដនិងម៉ូលេគុលគឺសក្តានុពលរបស់ Donnan ។ សក្តានុពល Donnan ត្រូវបានគេហៅផងដែរថា សក្តានុពលភ្នាស, ដោយសារតែ ស្ថានភាពស្រដៀងគ្នាកើតឡើងនៅលើភ្នាស semipermeable មួយឧទាហរណ៍នៅពេលវាបំបែកដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីត្រដែលមាន ions ពីរប្រភេទ - សមត្ថភាពនិងមិនអាចឆ្លងកាត់វាពីសារធាតុរំលាយសុទ្ធ។

សក្តានុពល Donnan អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាករណីកំណត់នៃសក្តានុពល diffusion នៅពេលដែលចល័តនៃមួយនៃអ៊ីយ៉ុង (នៅក្នុងករណីរបស់យើងនៃម៉ាក្រូ) គឺសូន្យ។ បន្ទាប់មកយោងតាម [1, ទំ។ 535] យកបន្ទុកបដិភាគស្មើនឹងការរួបរួមគ្នា:

E d = ( RT / F ) Ln ( a1 / a2 ), ដែលជាកន្លែង

Ed គឺសក្តានុពលរបស់ Donnan;

R - ថេរឧស្ម័នសកល

T - សីតុណ្ហាភាពសីតុណ្ហាភាព

ច - ហ្វារ៉ាដេនថេរ

A1 , a2 - សកម្មភាពនៃការប្រឆាំងនៅដំណាក់កាលទំនាក់ទំនង។

នៅក្នុងធាតុរបស់យើងដែលភ្នាសបំបែកដំណោះស្រាយនៃពហុគោល (pH = Lg a 1 = 14) និង polyacids (pH = Lg a 2 = 0), សក្តានុពល Donnan នៅលើភ្នាសនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ( T = 300 0K) នឹងត្រូវបាន:

E = ( RT / F ) (Lg a 1 - Lg a 2 ) Ln (10) = (8,3 * 300/96500) * (14-0) * Ln (10) = 0,83 វ៉ុលតា

សក្តានុពល Donnan បង្កើនសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងការកើនឡើងកំដៅ។ សម្រាប់កោសិកា diffusion មួយ Peltier កំដៅគឺជាប្រភពតែមួយគត់សម្រាប់ការផលិតការងារដែលមានប្រយោជន៍ដូច្នេះវាមិនមែនជាការគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលដែលថាសម្រាប់ធាតុដូច emf នេះ។ បង្កើនការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។ នៅក្នុងធាតុផ្សព្វផ្សាយសម្រាប់ផលិតកម្មការងារកំដៅរបស់ Peltier ត្រូវបានយកចេញពីបរិស្ថាន។ នៅពេលដែលលំហូរចរន្តឆ្លងកាត់ DPS ដែលបង្កើតឡើងដោយឥទ្ធិពល Donnan ក្នុងទិសដៅស្របជាមួយនឹងទិសដៅវិជ្ជមាននៃវាល DEL (ឧទាហរណ៍នៅពេលដែលវាល DES អនុវត្តការងារវិជ្ជមាន) កំដៅត្រូវបានស្រូបពីឧបករណ៍ផ្ទុកដើម្បីបង្កើតការងារនេះ។

ប៉ុន្តែនៅក្នុងធាតុ diffusion មានការផ្លាស់ប្តូរជាបន្តនិង unidirectional នៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំអ៊ីយ៉ុងដែលនៅទីបំផុតនាំទៅស្មើភាពនៃការប្រមូលផ្តុំនិងការបញ្ឈប់ការសាយភាយដឹកនាំផ្ទុយទៅនឹងលំនឹងឌីនីនដែលក្នុងករណីចរន្ត quasistatic កំហាប់អ៊ីយ៉ុងនៅពេលដែលបានឈានដល់តម្លៃជាក់លាក់មួយនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ ។

នៅក្នុងរូបភព។ 2 គឺជាដ្យាក្រាមនៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសក្តានុពលកាត់បន្ថយការកត់សុីនៃប្រតិកម្មនៃការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីសែនជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងទឹកអាស៊ីតនៃដំណោះស្រាយ។ ដ្យាក្រាមបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃការបង្កើតអុកស៊ីហ៊្សែនក្នុងអវត្តមាននៃអ៊ីអ៊ែរ (1,23 វ៉ុលនៅក្នុងអាស៊ីតមធ្យម) មានភាពខុសគ្នាពីសក្តានុពលដូចគ្នានៅកម្រិតកំហាប់ខ្ពស់ (0,4 វ៉ុលក្នុងមធ្យមអាល់កាឡាំង) 0,83 វ៉ុល។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរសក្តានុពលអេឡិចត្រូនិនៃការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនក្នុងករណីដែលគ្មានអាតូម H + (-0.83 វ៉ុលនៅក្នុងមជ្ឈិមអាល់កាឡាំង) ខុសគ្នាពីសក្តានុពលដូចគ្នានឹងកំហាប់ខ្ពស់របស់វា (0 វ៉ុលនៅក្នុងអាស៊ីតមធ្យម) ផងដែរ 0,83 វ៉ុល [4, ទំ។ 66-67] ។ ខ្ញុំ។ វាច្បាស់ណាស់ថា 0,83 វ៉ុលត្រូវបានទាមទារដើម្បីទទួលបានកំហាប់ខ្ពស់នៃអ៊ីយ៉ុងដែលត្រូវគ្នានៅក្នុងទឹក។ នេះមានន័យថា 0,83 វ៉ុលគឺត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការបំបែកដ៏ធំនៃម៉ូលេគុលទឹកអព្យាក្រឹតទៅក្នុង H + និង OH-ions ។ ដូច្នេះប្រសិនបើភ្នាសនៃធាតុរបស់យើងរក្សាបានជាមជ្ឈិមអាស៊ីតនៅក្នុងចន្លោះ cathode និង anode គឺអាល់កាឡាំងវ៉ុលរបស់វារបស់ LED អាចឈានដល់ 0,83 វ៉ុលដែលយល់ស្របល្អជាមួយការគណនាទ្រឹស្តីដែលបានប្រាប់ពីមុន។ វ៉ុលបែបនេះផ្តល់នូវចរន្តខ្ពស់នៃភ្នាស LED ដោយសារតែការបំបែកទឹកនៅខាងក្នុងវាទៅជាអ៊ីយ៉ុង។

រូប។ 2. ដ្យាក្រាមនៃសក្តានុពលការកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្មនៃប្រតិកម្ម

ការបំផ្លាញទឹកក៏ដូចជា H + និង OH- ions ទៅក្នុងអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីសែន។

កំដៅ KPI និង Peltier (ឧបសម្ព័ន្ធទី 2)

មូលហេតុនៃផលប៉ះពាល់ Peltier គឺថាថាមពលមធ្យមនៃឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុក (សម្រាប់ជាប្រយោជន៍នៃភាពជាក់ស្តែងនៃអេឡិចត្រុង) ដែលចូលរួមក្នុងចរន្តអគ្គីសនីនៅក្នុងបន្ទាត់ខុសគ្នាគឺខុសគ្នា ... នៅពេលធ្វើដំណើរពីមួយទៅមួយទៀតទៅអេឡិចត្រុងបញ្ជូនថាមពលលើសទៅអេឡិចត្រូដឬបំពេញបន្ថែមកង្វះខាតថាមពលនៅក្នុងការចំណាយ (អាស្រ័យលើទិសដៅនៃចរន្ត) ។

រូប។ ផលប៉ះពាល់ Peltier នៅឯទំនាក់ទំនងនៃដែកនិង n-semiconductor មួយ: ԐF - កម្រិតហ្វាមីលី; ԐCគឺជាបាតនៃក្រុមតន្រ្តីចម្លងអេឡិចត្រូនិក; Ԑ V - ពិដាននៃក្រុមតន្រ្តីវ៉ាន់ណេស។ I - វិជ្ជមានបច្ចុប្បន្នទិសដៅ; រង្វង់ដែលមានព្រួញបង្ហាញលក្ខខណ្ឌអេឡិចត្រុង។

នៅក្នុងករណីទី 1 នៅជិតទំនាក់ទំនងវាដាច់ឆ្ងាយពីគ្នាហើយនៅក្នុងករណីទី 2 ការវាយប្រហារនេះត្រូវបានធ្វើឡើង។ កំដៅ Peltier ។ ឧទាហរណ៏នៅឯទំនាក់ទំនងពាក់កណ្តាលចម្លងលោហៈ (រូបភាពទី 3) ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងដែលឆ្លងកាត់ពីឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកប្រភេទ n ទៅលោហៈ (ទំនាក់ទំនងខាងឆ្វេង) គឺខ្ពស់ជាងថាមពលហ្វែរមីԐF។ ដូច្នេះពួកគេបំពានកំដៅលំនឹងនៅក្នុងលោហៈ។ លំនឹងត្រូវបានស្ដារឡើងវិញដោយសារតែការប៉ះទង្គិចគ្នាដែលអេឡិចត្រុងធ្វើឱ្យត្រជាក់ផ្តល់នូវថាមពលលើសទៅគ្រីស្តាល់។ ការដឹងគុណ។ មានតែអេឡិចត្រុងដ៏ខ្លាំងក្លាបំផុតដែលអាចចូលទៅក្នុងអង្គធាតុអេឡិចត្រូនិចពីដែក (ទំនាក់ទំនងត្រឹមត្រូវ) ដែលជាលទ្ធផលនៃឧស្ម័នអេឡិចត្រុងនៅក្នុងលោហៈត្រជាក់។ ថាមពលនៃរំញ័រក្រវ៉ាត់ត្រូវបានប្រើដើម្បីស្ដារការចែកចាយលំនឹង។ [2, ទំ។ 552] ។

សម្រាប់ទំនាក់ទំនងលោហធាតុ / p-semiconductor ស្ថានភាពគឺស្រដៀងគ្នា។ ពីព្រោះ ប្រូតេអ៊ីន p-semiconductor ផ្តល់រន្ធសម្រាប់រនាស់វីតាមីនរបស់វានៅក្រោមកម្រិតហ្វែមីដូច្នេះទំនាក់ទំនងនឹងត្រូវបានត្រជាក់ដែលអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពី p-semiconductor ទៅលោហៈ។ កំដៅ Peltier ដែលត្រូវបានបញ្ចេញឬស្រូបយកដោយទំនាក់ទំនងនៃឧបករណ៍ពីរគឺដោយសារតែផលិតកម្មនៃដំណើរការអវិជ្ជមានឬវិជ្ជមាននៃ IF ខាងក្នុង។

ជាឧទាហរណ៍យើងបែរទៅប៉ះខាងឆ្វេង (រូបភាពទី 3) ដែលបង្កើតកំដៅ Peltier ជាកោសិកាអេឡិចត្រូតឧទាហរណ៍ដំណោះស្រាយទឹក NaOH (រូបភាពទី 4) ហើយលោហៈនិង n-semiconductor គឺស្រអាប់ខាងគីមី។

រូប។ 4. ទំនាក់ទំនងខាងឆ្វេងនៃ n-semiconductor និងលោហៈត្រូវបានបើកហើយដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីត្រត្រូវបានដាក់នៅក្នុងគម្លាតនេះ។ ក្រាហ្វិកគឺដូចគ្នាទៅនឹងរូបភាព។ 3 ។

ចាប់តាំងពីពេលដែល " I " បច្ចុប្បន្នហូរចេញពីអេឡិចត្រូនិកអេឡិចត្រូនិចអេឡិចត្រុងដែលមានថាមពលខ្ពស់ចូលទៅក្នុងសូលុយស្យុងពីដំណោះស្រាយទៅក្នុងលោហៈថាមពលលើសនេះ (កំដៅ Peltier) គួរតែត្រូវបានបញ្ចេញនៅក្នុងក្រឡា។

ចរន្តឆ្លងកាត់កោសិកាអាចកើតឡើងបានតែក្នុងករណីមានប្រតិកម្មគីមីជក់កើតឡើងនៅក្នុងវាប៉ុណ្ណោះ។ ប្រសិនបើប្រតិកម្មនៅក្នុងកោសិកាត្រូវបានកំដៅខាងក្រៅ , កំដៅ Peltier ត្រូវបានបញ្ចេញនៅក្នុងក្រឡាពីព្រោះ បន្ថែមទៀតដើម្បីឱ្យវាបាត់ទៅវិញគ្មានកន្លែងណាទេ។ ប្រសិនបើប្រតិកម្មនៅក្នុងកោសិកាមានភាពអត់ធ្មត់ខាងក្នុងនោះកំដៅរបស់ Peltier ត្រូវដំណើរការទាំងស្រុងឬមួយផ្នែកដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់ប្រសិទ្ធិភាពចុងបញ្ចប់ខ្ញុំអ៊ី។ នៅលើការបង្កើតផលិតផលប្រតិកម្ម។ ក្នុងឧទាហរណ៍របស់យើងការឆ្លើយតបកោសិកាសរុប: 2H2O → 2H2 ↑ + O2 ↑គឺជាគណនាអស់កំដៅដូច្នេះកំដៅថាមពលរបស់ Peltier ទៅបង្កើតម៉ូលេគុល H2 និង O2 ដែលបង្កើតឡើងនៅលើអេឡិចត្រុ។ ដូច្នេះយើងទទួលបានថាកំដៅ Peltier ដែលត្រូវបានគេយកចេញពីឧបករណ៍ផ្ទុកនៅក្នុងទំនាក់ទំនង n-semiconductor / លោហៈធាតុខាងស្តាំមិនត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋាននោះទេប៉ុន្តែត្រូវបានរក្សាទុកជាទម្រង់នៃថាមពលគីមីនៃម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែននិងអុកស៊ីសែន។ ជាក់ស្តែងការងាររបស់ប្រភពវ៉ុលខាងក្រៅដែលបានចំណាយលើការវិភាគអំពីទឹកក្នុងករណីនេះនឹងមានតិចជាងក្នុងករណីដែលប្រើអេឡិចត្រូនិចដូចគ្នាដែលមិនបង្កឱ្យមានឥទ្ធិពល Peltier ។

ដោយមិនគិតពីលក្ខណៈរបស់អេឡិចត្រូដទេកោសិកាអេឡិចត្រូលីត្រអាចស្រូបយកឬបញ្ចេញកំដៅ Peltier នៅពេលចរន្តឆ្លងកាត់វា។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌឋិតិវន្តការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពល Gibbs នៃក្រឡា [4, ទំ។ 60]:

Δ G = Δ H - T Δ S , ដែល

Δ H គឺជាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង enthalpy នៃកោសិកា;

T - សីតុណ្ហាភាពសីតុណ្ហាភាព

Δ S - ការផ្លាស់ប្តូរនៃ entropy កោសិកា;

Q = - T Δ S - កំដៅកោសិកា Peltier ។

ចំពោះកោសិកាអ៊ីដ្រូសែនអុកស៊ីសែននៅ T = 298 (K) ការផ្លាស់ប្តូរ enthalpy ΔHpr = -284,5 (kJ / mol) [8, p ។ 120], ការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពល Gibbs [4 ។ ជាមួយ។ 60]:

ΔGpr = - zFE = 2 * 96485 * 1.23 = - 237.3 (kJ / mol), ដែល

Z ជាចំនួនអេឡិចត្រុងក្នុងម៉ូលេគុលមួយ។

F គឺជាថេរហ្វារ៉ាដេយ;

អ៊ី - emf កោសិកា Galvanic ។

ដូច្នេះ

Q pr = - T Δ S pr = Δ G pr - Δ H pr = - 237.3 + 284.5 = 47.2 (kJ / mol)> 0,

ខ្ញុំ។ ក្រឡាអ៊ីដ្រូសែនអុកស៊ីសែនបញ្ចេញកំដៅ Peltier ចូលក្នុងមជ្ឈដ្ឋានខណៈពេលដែលបង្កើន entropy របស់ខ្លួននិងបន្ថយខ្លួនវា។ បន្ទាប់មកនៅក្នុងដំណើរការបញ្ច្រាសនៅក្នុង electrolysis នៃទឹកដែលជាករណីនៅក្នុងឧទាហរណ៍របស់យើងកំដៅនៃ Peltier Q obr = - Q pr = - 47,3 (kJ / mol) នឹងត្រូវបានស្រូបយកដោយអេឡិចត្រូលីត្រពីបរិស្ថានខាងក្រៅ។

សូមឱ្យ P ក្លាយជាកំដៅ Peltier ដែលត្រូវបានជ្រើសរើសពីឧបករណ៍ផ្ទុកនៅខាងស្តាំដៃរបស់ n-semiconductor / លោហៈ។ កំដៅ P > 0 គួរលេចធ្លោនៅក្នុងក្រឡាប៉ុន្តែដោយសារតែ ប្រតិកម្មនៃការបំផ្លាញទឹកនៅក្នុងកោសិកាគឺជាការអត់ធ្មត់ ( ΔH > 0) បន្ទាប់មក Peltier heat P ត្រូវបានគេប្រើដើម្បីទូទាត់សំណល់កំដៅនៃប្រតិកម្ម:

Δ G rep = ( ΔH obre - П ) + Q обр                                                                        (1)

Q អាស្រ័យទៅលើសមាសធាតុអេឡិចត្រូលីត្រតែប៉ុណ្ណោះ។ គឺជាលក្ខណៈនៃកោសិកាអេឡិចត្រូលីត្រជាមួយអេឡិចត្រូដស្រឡាញនិង II គឺពឹងផ្អែកលើវត្ថុធាតុនៃអេឡិចត្រុ។

សមីការ (1) បង្ហាញថា P Peltier heat P ក៏ដូចជា P មានសីតុណ្ហភាព Peltier ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតការងារមានប្រយោជន៍។ ខ្ញុំ។ កំដៅ Peltier ដែលត្រូវបានជ្រើសរើសពីបរិស្ថានកាត់បន្ថយចំណាយលើប្រភពអគ្គីសនីខាងក្រៅដែលចាំបាច់សម្រាប់ការវិភាគអគ្គិសនី។ ស្ថានភាពដែលកម្តៅនៃមជ្ឈដ្ឋានគឺជាប្រភពថាមពលសម្រាប់ការផលិតការងារមានប្រយោជន៍គឺជាលក្ខណៈនៃការសាយភាយទាំងអស់ក៏ដូចជាធាតុអេឡិចត្រូម៉ិចគីមីជាច្រើនឧទាហរណ៍នៃធាតុទាំងនោះត្រូវបានគេផ្តល់ [3, ទំ។ 248-249] ។

ឯកសារយោង

1. Gerasimov Ya.I វគ្គសិក្សាគីមីវិទ្យាកាយ។ សៀវភៅសិក្សា: សម្រាប់សាកលវិទ្យាល័យ។ ក្នុង 2 តោន T.II. - ទី 2 វិវរណៈ។ - ទីក្រុងម៉ូស្គូ: CHEMISTRY ម៉ូស្គូ, 1973 ។ - 624 ទំ។
2. Dashevsky 3. ឥទ្ធិពលរបស់ M. Peltier ។ // សព្វវចនាធិប្បាយផ្នែករាងកាយ។ ក្នុងចំនួន 5 ជើង T. III ។ ម៉ាញ៉េតូប្លាស្មា - ទ្រឹស្តីបទ Poyntinga ។ / ច។ Ed ។ A. M. Prokhorov ។ Ed ។ កូល D. M. Alekseev, A. M. Baldin, A. M. Bonch-Bruevich, A. S. Borovik-Romanov ។ ល។ - ម៉ូស្គូ: សព្វវចនាធិប្បាយដ៏ធំរបស់រុស្ស៊ីឆ្នាំ 1992 ។ - 672 ទំ។ - លេខ ISBN 5-85270-019-3 (ទំព័រ 3); លេខ ISBN 5-85270-034-7 ។
3. Krasnov KS គីមីសាស្ត្រ។ ក្នុងសៀវភៅចំនួន 2 ។ សៀវភៅ។ រចនាសម្ព័ន្ធនៃបញ្ហា។ Thermodynamics: Proc ។ សម្រាប់សាកលវិទ្យាល័យ K. S. Krasnov, N. K. Vorobiev, I. N. Godnev និងអ្នកផ្សេងទៀត - លើកទី 3 Corr ។ - ម។ : ការអប់រំខ្ពស់។ ឆ្នាំ 2001 ។ - 512 ជាមួយ។ - ISBN 5-06-004025-9 ។
4. Krasnov KS គីមីសាស្ត្រ។ ក្នុងសៀវភៅចំនួន 2 ។ សៀវភៅ។ Electrochemistry ។ គីមីវិទ្យាគីមីនិង catalysis: Proc ។ សម្រាប់សាកលវិទ្យាល័យ K. S. Krasnov, N. K. Vorobyev, I. N. Godnev និងអ្នកដទៃទៀត។ លើកទី 3 Corr ។ - ម។ : ការអប់រំខ្ពស់។ Shk ។ ឆ្នាំ 2001 ។ - 319 ទំ។ - ISBN 5-06-004026-7 ។
5. Sivukhin DV វគ្គសិក្សាមុខវិជ្ជារូបវិទ្យា។ សៀវភៅសិក្សា: សម្រាប់សាកលវិទ្យាល័យ។ ក្នុង 5 តោនលេខ 3 ។ អគ្គិសនី។ - លើកទី 4 ស្តេរ៉េអូ។ - ម៉ូស្គូ: FIZMATLIT; រោងពុម្ពនៃ MIPT, ឆ្នាំ 2004 ។ - 656 ទំ។ - ISBN 5-9221-0227-3 (ទំព័រ 3); 5-89155-086-5 ។
6. អាស៊ីត ឆ្អឹងខ្នងអេកូ។ - ទីក្រុងម៉ូស្គូ: មូស្លីមម៉ូស្គូឆ្នាំ 1968 ។ - 536 ទំ។
7. Fetter K. គីនទិកគីមីវិទ្យាការបកប្រែពីភាសាអាឡឺម៉ង់ជាមួយការបន្ថែមរបស់អ្នកនិពន្ធសម្រាប់ការបោះពុម្ពជាភាសារុស្សីកែសម្រួលដោយកូ។ សាស្រ្តាចារ្យ SSSR មួយ។ Kolotyrkina Ya.M. - ទីក្រុងម៉ូស្គូ: មូស្លីមម៉ូស្គូឆ្នាំ 1967. - 856 ទំ។
8. Etkins P. គីមីសាស្ត្រ។ នៅក្នុង 2 ភាគ, T. , បកប្រែពីភាសាអង់គ្លេសដោយបណ្ឌិតវិទ្យាសាស្រ្តគីមី Butina K.P. - ម៉ូស្គូ: ពិភពលោកម៉ូស្គូ 1980. - 580 ទំ។