Гальванические элементы

Содержание
  1. Характерности гальванических компонентов
  2. Что это такое
  3. Источник токов
  4. Устройство гальванического элемента
  5. Рабочий принцип
  6. Область применения
  7. Гальванический компонент

Гальванические детали – устройство, рабочий принцип, виды и важные характеристики

Предпосылки к возникновению гальванических компонентов. чуть чуть истории. Во второй половине 80-ых годов восемнадцатого века итальянский доктор медицинских наук, физиолог Луиджи Алоизио Гальвани обнаружил интересное явление: мышцы задних лапок свежевскрытого трупика лягушки, подвешенного на медных крючках, уменьшались, когда ученый прикасался к ним стальным скальпелем.

Гальвани здесь же сделал вывод, что это — проявление «животного электричества».

Гальванические элементы

После смерти Гальвани, его современник Алессандро Вольта, будучи химиком и физиком, опишет и публично покажет более настоящий механизм появления электротока при контакте различных металлов.
Вольта, после серии экспериментов, придёт к определенному выводу про то, что ток возникает в цепи благодаря наличию в ней 2-ух проводников из самых разнообразных металлов, помещенных в жидкость, и это абсолютно не «животное электричество», как думал Гальвани.

Подергивание лапок лягушки было следствием действия тока, появляющегося при контакте различных металлов (медные крючки и стальной скальпель).
Вольта покажет те же явления, которые демонстрировал Гальвани на мертвой лягушке, но на абсолютно неживом самодельном электрометре, и даст в 1800 году точное разъяснение появлению тока: «проводник 2 класса (жидкий) расположено по середине и касается с 2-мя проводниками первого класса из 2-ух самых разных металлов… Благодаря этому появляется переменный ток того либо другого направления».

Гальванические элементы

В одном из первых экспериментов Вольта спустил в банке с кислотой две пластинки — цинковую и медную — и совместил их проволокой. После чего цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузыри газа.

Вольта предположил и доказал, что по проволоке течет переменный ток.
Так был изобретён «компонент Вольта» — первый гальванический компонент.

Для комфорта Вольта придал ему форму вертикального цилиндра (столба), состоящего из соединённых между собой колец цинка, меди и сукна, пропитанных кислотой. Вольтов столб высотою в полметра создавал напряжение, восприимчивое для человека.

Так как начало изысканиям уложил Луиджи Гальвани, то и наименование химического источника тока сохранило память о нем в собственном наименовании.
Гальванический компонент — это химический источник электротока, который основан на взаимном действии 2-ух металлов и/или их оксидов в электролите, приводящем к появлению в замкнутой цепи электротока. Подобным образом, в гальванических элементах химическая энергия переходит в электрическую.

Гальванические детали сегодня

Гальванические элементы

Гальванические детали сегодня именуют батарейками.

Очень популярны три типа батареек: солевые (сухие), щелочные (их именуют еще алкалиновыми, «alkaline» если перевести с английского – «щелочной») и литиевые. Рабочий принцип — все тот же, описанный Вольта в 1800 году: два металла взаимодействуют через электролит, и во внешней замкнутой цепи появляется переменный ток.

Гальванические элементы

Напряжение батарейки зависит как от применяемых металлов, так и от численности компонентов в «батарейке». Батарейки, в отличии от аккумуляторов, не способны к восстановлению собственных параметров, так как в них происходит прямое переустройство энергии химической, другими словами энергии составляющих батарейку реагентов (восстановителя и окислителя), в энергию электрическую.

Входящие в батарейку реагенты, в процессе ее работы тратятся, ток при этом понемногу уменьшается, по этой причине действие источника завершается как только реагенты прореагируют полностью.
Щелочные и солевые детали (батарейки) повсеместно используются для питания очень разных устройств электроники, радиоаппаратуры, игрушек, а литиевые очень часто можно повстречать в портативных медицинских приборах типа глюкометров или в цифровой технике вроде фотоаппаратов.

Гальванические элементы

Солевые батарейки
Марганцево-цинковые детали, которые именуют солевыми батарейками — это «сухие» гальванические детали, в середине которых нет жидкого раствора электролита.
Цинковый электрод (+) — это катод в форме стакана, а анодом служит порошкообразная смесь из диоксида марганца с графитом. Ток течет через графитовый стержень.

В качестве электролита применяется паста из раствора хлорида аммония с добавкой крахмала или муки для загущения, чтобы ничего не текло.
В большинстве случаев производственники батареек не указывают точный состав солевых компонентов, все таки, солевые батарейки считаются самыми недорогими, их в большинстве случаев применяют в тех устройствах, где потребление энергии очень низко: в часах, в пультах дистанционного управления, в электронных термометрах и т. п.

Гальванические элементы

Понятие “номинальная емкость” нечасто применяется для характеристики марганцево-цинковых батареек, так как их емкость напрямую зависит от режимов и эксплуатационных условий.

Главными минусами таких элементов являются существенная скорость снижения напряжения на всем протяжении разряда и ощутимое уменьшение отдаваемой емкости при увеличении тока разряда. Конечное разрядное напряжение устанавливают в зависимости от нагрузки в интервале 0,7-1,0 В.

Гальванические элементы

Важна не только величина электрического тока разряда, но и временной график нагрузки.

При прерывистом разряде большими и средними токами трудоспособность батареек ощутимо возрастает если сравнивать с непрерывным рабочий режим. Но при малых разрядных токах и многомесячных перерывах в работе емкость их может уменьшатся в следствии саморазряда.

Выше на графике нарисованы разрядные кривые для средней солевой батарейки за 4, 10, 20 и 40 часов чтобы сравнить с щелочной, о которой речь пойдёт дальше.
Щелочные (алкалиновые) батарейки
Щелочной компонент питания — марганцево-цинковый гальванический компонент питания, в котором в качестве катода применяется диоксид марганца, в качестве анода — порошкообразный цинк, а для электролита — раствор щёлочи, в большинстве случаев в виде пасты гидроксида калия.

Эти батарейки обладают большим рядом положительных качеств (в особенности, значительно большей ёмкостью, лучшей работой при низкой температуре и при больших токах нагрузки).

Гальванические элементы

Щелочные батарейки, по сравнению с солевыми, способны обеспечивать больший ток в течение долгого времени.

Больший ток становится потенциальным, так как цинк тут применяется не в виде стакана, а в виде порошка, обладающего большей площадью соприкасания с электролитом. В качестве электролита применяется гидрооксид калия в виде пасты.

Гальванические элементы

Именно из-за способности этого вида гальванических компонентов в течение долгого времени отдавать существенный ток (до 1 A), щелочные батарейки самые популярные сейчас.
В электрических игрушках, в портативной медицинской технике, в электронных приборах, в фотоаппаратах — повсюду используются щелочные батарейки.

Они служат в 1,5 раза дольше солевых, если разряд идет малым током. На графике нарисованы разрядные кривые при самых разных токах чтобы сравнить с солевой батарейкой (график был приведен выше) за 4, 10, 20 и 40 часов.

Литиевые батарейки
Дополнительным очень популярным видом гальванических компонентов являются литиевые батарейки – одиночные неперезаряжаемые гальванические детали, в которых в качестве анода применяется литий или его соединения. В силу использования щелочного металла они обладают высокой разностью потенциалов.

Гальванические элементы

Катод и электролит литиевого элемента могут быть самыми разнообразными, по этой причине термин «литиевый компонент» соединяет группу компонентов с одинаковым материалом анода. В качестве катода могут применяться к примеру: диоксид марганца, монофторид углерода, пирит, тионилхлорид и др.

Гальванические элементы

Литиевые батарейки отличается от других элементов питания большой длительностью работы и большой ценой.

В зависимости от подобранного типоразмера и применяемых химических материалов, литиевый компонент питания может делать напряжение от 1,5 В (совместим с щелочными батареями) до 3,7 В.
Такие элементы питания обладают самой высокой емкостью на единицу массы и долгим временем хранения.

Литиевые детали повсеместно используются в современной портативной электронной технике: для питания часов на материнских платах компьютеров, для питания портативных медицинских приборов, наручных часов, калькуляторов, в фототехнике и т. д.
На графике выше приведены разрядные кривые для 2-ух литиевых батареек от 2-ух ведущих изготовителей.

Начальный ток составлял 120 мА (на резистор порядка 24 Ома).

Характерности гальванических компонентов

Люди очень часто встречаются с электрохимическими элементами в обычной жизни: от единоразовых батареек АА в пультах дистанционного управления ТВ до литий-ионных батарей в смартфонах. Есть два типа подобных ячеек: гальванические и электролитические.

Первые получают собственную энергию от самопроизвольных окислительно-восстановительных реакций (ОВР), тогда как вторые просят внешний источник электронов, к примеру, трансформатора электрического тока. Оба элемента состоят из анода (А) и катода (К), изготавливаемых из разнородных металлов и электролитов.

Что это такое

В любом электрохимическом процессе электроны переходят из одного вещества в иное, что вызвано ОВР. Восстановитель собой представляет вещество, которое теряет электроны и в процессе окисляется. Связанная энергия определяется разностью потенциалов между валентными электронами в атомах самых разных компонентов.

Гальванические элементы

Гальванический компонент — данное устройство, которое видоизменяет химическую энергию в электрическую, применяя электрохимию, а в бытовых условиях именуется батареей.

В такой ячейке есть контейнер, в котором есть раствор концентрированного сульфата меди (CuSO4), а в середине раствора вмонтирован медный стержень — катод. В середине контейнера находится пористый сосуд, заполненный концентрированной серной кислота (H2SO4), в нее вмонтирован цинковый стержень — анод. Подобным образом, когда кабель соединяет медный и цинковый стержни, по нему начинает протекать переменный ток.

Добавочная информация. Реакции окисления и восстановления делятся на части, именуемые полуреакциями.

Внешняя цепь применяется для проведения потока электронов между электродами гальванического элемента. Электроды делают из любых проводящих материалов, например как металлы, полупроводники, графит и даже полимерные материалы.

Источник токов

Есть два типа электрохимических компонентов: гальванические и электролитические. Гальваническая клетка применяет энергию, выделяемую во время спонтанной окислительно-восстановительной реакции для выработки электрической энергии.

Электролитическая ячейка потребляет энергию от внешнего источника, применяя ее, чтобы вызвать непредвиденную окислительно-восстановительную реакцию.

Гальванические элементы

Гальванический компонент, история создания которого официально возникла в восемнадцатом веке, дал старт развития науки электробытовой техники.

В ходе экспериментов с электротоком во второй половине 40-ых годов XVIII века Бенджамин Франклин первый раз ввел термин «батарея» для описания связанных конденсаторов. Впрочем его устройство не стала первой ячейкой. Находки археологов «батареи Багдада» во второй половине 30-ых годов XX века имеют возраст более 2000 лет, хотя точное назначение их до этих пор спорно.

Луиджи Гальвани в честь которого названа гальваническая ячейка, первый раз описал «электричество зверей» в первой половине 80-ых годов XVIII века, когда пропускал ток через лягушку. В то время он не знал об этом, но его устройство работало по принципу батареи.

Его современник Алессандро Вольта в честь которого названа «вольтовая ячейка» был убежден, что «животное электричество» исходило не от лягушки, а от чего-то иного, он много работал над этим и в 1800 году изобрел первую реальную батарею — «вольтовую кучу».

Гальванические элементы

Во второй половине 30-ых годов девятнадцатого века Джон Фредерик Даниэль, исследуя способы преодоления проблем вольтовой кучи создал собственную ячейку. За этим открытием последовало создание ячейки Уильяма Роберта Гроува в первой половине 40-ых годов XIX века. Первая АК батарея была сделана из свинцово-кислотного элемента во второй половине 50-ых годов XIX века компанией Gaston Plante, дальше возникли гравитационная ячейка Калло в 1860 и ячейка Лекланш Жоржа Лекланша во второй половине 60-ых годов XIX века.

До этого времени все батареи были мокрого типа. Во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века Карл Гасснер создал первую сухую батарею, сделанную из углеродно-цинковой батареи.

Никель-кадмиевая батарея была представлена во второй половине 90-ых годов девятнадцатого века Вальдмаром Юнгнером наряду с никель-железной батареей. Впрочем Юнгнер не смог запатентовать ее и в 1903 году изобретатель Томас Эдисон запатентовал собственный слегка измененный дизайн.
Российский ученый-физик Василий Петров в 1802 году соорудил очень большую гальваническую батарею в мире, дающую напряжение 1500В.

Для строения понадобилось около 4200 цилиндров из меди и цинка с диаметром 35.0 мм м толщиной 2.5 мм. Батарея находилась в ящике из красного дерева, отделанного несколькими слоями самых разных смол. Опыты Петрова положили начало современнейшей электрометаллургии в дуговых печах.

Стоит обратить внимание! Большой прорыв в гальваническом направлении источников тока случился в 1955 году, когда Льюис Урри, работник компании «Energizer», предоставил общую щелочную батарею.

1970-е годы стали причиной никель-водородной батарее, а 1980-е годы к никель-металлогидридной батарее.
Литиевые батареи были первый раз сделаны еще в 1912 году, но самыми эффективный вид, литий-ионный полимерный аккумулятор, применяемый сегодня во множестве портативных устройств электроники, был выпущен только во второй половине 90-ых годов XX века.

Гальванические детали классифицируются, как щелочные и нещелочные. Типовая щелочная сухая батарея имеет цинковый Но и К из диоксида марганца.

Электролит сделан в виде некислотной пасты. В большинстве случаев электролитом, применяемым в щелочных батарейках — есть гидроксид калия. Она сделана в форме стальной банки, заполненной диоксидом марганца в самой внутренней области К, и заполнена цинком и электролитом в центральной области А. Электролит, окружающий А, запускает химреакцию между ними.

Гальванические элементы

Стереотипная нещелочная батарея с сухими элементами имеет цинковый Но и К из углеродного стержня/ диоксида марганца. Электролит в большинстве случаев собой представляет кислое пастообразное вещество из смеси хлорида аммония и хлорида цинка.

Физически она имеет обратную щелочной батареи конструкцию. Цинковый контейнер служит внешним анодом, в то время как углеродный стержень/ диоксид марганца занимает внутреннюю область в качестве К. Электролит перемешивается с К и обеспечивает хим. реакцию между К и А.
Общее мнение профессиональных мастеров говорит про то, что химически щелочная батарея имеет плюсы в отношении к нещелочной.

Хотя последние более хорошие и недорогие, все таки, щелочные, необходимы, когда потребуется быстрое, сильнотоковое употребление, к примеру, вспышка на камере с быстрой перезарядкой.

Щелочные батареи

Данная конструкция ячейки была названа в силу использования щелочных растворов воды в качестве электролитов. Химия щелочных устройств была первый раз введена перед началом 60-х годов.

И сразу стала крупным соперником цинк-углеродной ячейки. Такие элементы обладают многими признанными хорошими качествами если сравнивать с цинк-углеродом, включая более большую плотность энергии, большой срок хранения, отменное сопротивление утечке, прекрасные параметры, как в непрерывном, так и в прерывистых рабочих циклах, и намного ниже внутреннее сопротивление, что дает возможность им работать при больших скоростях разряда.

Гальванические элементы

Цинк в порошкообразной форме площадь делает больше поверхности анода, что обеспечивает большее взаимное действие частиц. Это уменьшает внутреннее сопротивление и повышает плотность мощности. Катод, MnO2, выполнен синтетически из-за его превосходства над натуральным MnO2, что даёт рост плотности энергии.

Как и в цинковой в углеродной ячейке, графит добавляется к катоду с целью увеличения проводимости.
Электролит КОН, обеспечивает высокую ионную проводимость. Оксид цинка часто включают для замедления коррозии цинкового анода.

Производное от целлюлозы и гелеобразующего агента выполняют щелочной компонент достаточно не дешевым, чем цинк-углерод, но более выгодным, тем более в ситуациях с высоким расходом, когда плотность энергии щелочного элемента значительно выше.

  • Zn + 2OH — -> ZnO + H2O + 2 e —
  • 2MnO2 + H2O + 2 e — -> Mn2O 3 + 2OH —
  • Zn + 2MnO2 -> ZnO + Mn2O3 E = 1,5 В

Есть и иные конструкции ячеек, которые относятся к категории щелочных, также оксиды ртути, серебра и цинка. Ртуть и серебро дают еще более большую плотность энергии, но ценятся очень дорого и понемногу исключаются требованиями международных организаций из-за их большой токсичности.

Солевые ячейки

Аккумуляторы с сухими элементами — это устройства, где применяется электролит с слишком низким содержанием влаги. Они контрастируют с батареями с мокрыми элементами, например как свинцово-кислотные, где применяется жидкий электролит. Электролит, эксплуатируемый в большинстве устройств с сухими элементами, считается пастой, которая, хотя и содержит влагу, все таки остается относительно сухой.

Очень часто применяемые формы сухих компонентов — это батареи типа «С», «А», 9 вольт батарейки и для электронных часов.

Гальванические элементы

Важно! Сухих детали вырабатывают электрическую энергию путем изменения химической энергии в электричество.

Выходные данные зависят от типа батареи с сухими элементами. Более распространенными являются конструкции с применением цинка и углерода или цинка и диоксида марганца.
Данные материалы помещаются в пасту электролита в середине батареи.

Они реагируют между собой при помощи химического процесса, в котором электролит, диоксид углерода или марганца откликается с цинком, создавая электричество.

Литиевые аккумуляторы

Литий-ионная технология в себя включает несколько химических процессов: ионы лития хранятся в аноде или отрицательном электроде, и перевозяться во время разряда к катоду или позитивному электроду в органическом электролите.
Более распространёнными материалами являются графит для анода и оксид металла для катода на основе никеля, марганца и кобальта. Все данные материалы обладают полезными свойствами интеркалирования лития, что дает возможность хранить немалое число энергии.

Гальванические элементы

Выбор аккумуляторной технологии зависит от эксплуатационных требований по продуктивности, служебному сроку, безопасности и стоимости, причем каждый вид аккумулятора обеспечивает конкретные возможности в работе.

Плюсы литий-ионных аккумуляторов:

  1. Большая плотность энергии. Большая плотность энергии является самым важным преимуществом технологии литиевых батарей, для того чтобы работать дольше.
  2. Саморазряд. Основной из проблем многих аккумуляторов считается скорость саморазряда. Литий-ионные детали в том, что скорость их саморазряда значительно меньше, чем у Ni-Cad и NiMH. В большинстве случаев будет примерно 5% в первые 4 часа после зарядки, но после падает до 1 или 2% на протяжении месяца.
  3. Невысокие рабочие затраты, так как просят техобслуживания для обеспечения их продуктивности.
  4. Многообразие типов: для домашней электроники, для электрифицированных инструментов и электромобилей.

У подобных батарей есть один серьёзный недостаток — им требуется встроенная защитная схема. По мимо того они мучаются от старения и способны выдержать 500–1000 циклов зарядки-разрядки.

Устройство гальванического элемента

Гальваническая ячейка собой представляет нехитрое по своей конфигурации устройство, благодаря которому химическая энергия превращается в электроэнергию.
Строение гальванического элемента для литиевых батарей:

  1. Анод, при разряде отдает электроны во внешнюю цепь и окисляется во время электрохимической реакции. Большинство коммерческих компонентов сегодня применяют электрод на основе углерода/графита, но можно применять металл или сплав.
  2. Катод, на разряде принимает электроны из внешней цепи и восстанавливается во время электрохимической реакции. В большинстве случаев это переходной металлический оксид или фосфат.
  3. Электролит.

Стоит обратить внимание! Строение электролита электролизный проводник, при этом электронный изолятор, делит два электрода и обеспечивает среду для переноса заряда в середине ячейки между анодом и катодом.

Электролитом в большинстве случаев считается неводный неорганический растворитель, который содержит растворенную соль лития, к примеру LiPF6 в пропиленкарбонате.

Рабочий принцип

Литиевая батарея известна как «электронный насос» из-за носителей заряда, перемещающихся между 2-мя электродами во время зарядки и разрядки. Электрическое (насосное) давление или разница потенциалов между положительной и отрицательной клеммами именуется напряжением или электродвижущей силой (ЭДС). Свободная энергия, которая связана с переносом электронов вокруг внешней цепи и ионов лития между 2-мя интеркалирующими электродами, связана с разницей в химическом потенциале лития в 2-ух электродах.

Детали батареи собирают энергию химически в собственных электроактивных материалах. Эта химическая энергия превращается в электроэнергию по требованию, при помощи электрохимической реакции окисления-восстановления.

Гальванические элементы

Клетки выстроены в разряженном состоянии. При зарядке позитивный электрод, катод, материал окисляется, ионы Li + де-интеркалируются из слоистого интеркалирующего литиевого источника, к примеру LiCoO2, проходят через электролит.

Когда компонент разряжается, на отрицательном электроде происходит реакция окисления, ионы Li + де-интеркалируются из анода и мигрируют через электролит, чтобы быть еще раз интеркалированными в материал катода. Одновременная реакция электрохимического восстановления течет на положительном электроде и принимает электроны из внешнего контура, ионы Li + из электролита, чтобы изменить исходный материал.

Переход от электронного тока к электролизному току происходит на границе раздела электрод/электролит.

  • Реакция восстановления позитивного электрода (катода): Li 1 -xCoO 2 + xLi + + xe- > LiCoO2
  • Реакция окисления негативного электрода (анода): LiC 6 > xLi + + xC6 + e-
  • Общая обратимая, окислительно-восстановительная, клеточная реакция: LiC 6 + CoO 2 C6 + LiCoO 2

Гальванические элементы

Область применения

Электрохимия имеет очень много важных применений, тем более в промышленности. Ее процессы применяются для создания электробатарей.

Они имеют много применений, включая:

  1. Топливный компонент видоизменяет химическую потенциальную энергию, получаемую при окислении топлива, к примеру, газа, водорода, углеводородов, спиртов в электроэнергию.
  2. Разные варианты пьезозажигалок для газа.
  3. Электроприборы, например телефоны мобильные.
  4. Цифровые камеры-литиевые.
  5. Слуховые аппараты (оксидно-серебряные).
  6. Электронные часы (ртутные/оксидно-серебряные).
  7. Военные источники тока (тепловые).
  8. Батарейки A, AA, AAA, D, C и прочие.

Применение хим. реакций для изготовления электричества сейчас считается преимуществом для большинства экспериментаторов. Возможность адекватно применять химические реакции в качестве энергетического источника в большой мере поможет урегулировать вопросы загрязнения внешней среды.

Гальванический компонент

Гальванический компонент – это химический источник тока, в котором энергия, выделяющаяся при протечке на электродах окислительно-восстановительной реакции, конкретно превращается в электроэнергию.
Рабочий принцип гальванического элемента можно рассмотреть на примере элемента Даниэля – Якоби (рис 9.2).

Гальванические элементы

Рис. 9.2.

Схема гальванического элемента Даниэля – Якоби
Тут I – стакан, который содержит раствор ZnSO4 в водной массе с погруженной в него цинковой пластинкой; II – стакан, который содержит раствор CuSO4 в водной массе с погруженной в него медной пластинкой; III – солевой мостик (электролитический ключ), который обеспечивает перемещение катионов и анионов между растворами; IV – вольтметр (нужен чтобы провести измерения ЭДС, однако в состав гальванического элемента не входит).
Обыкновенный электродный потенциал цинкового электрода

.

Обыкновенный электродный потенциал медного электрода

. Так как

, то атомы цинка будут окисляться:
Электрод, на котором идет реакция окисления или который отправляет катионы в электролит, именуется анодом.

У рассматриваемого гальванического элемента в роли анода выступает цинковый электрод. Так как обыкновенный электродный потенциал цинка меньше, чем у меди, цинковому электроду приписывается относительный заряд «–», а медному – «+».
Электроны, свободные в результате окисления, по внешней цепи переходят на медь (появляется переменный ток).

На медном электроде происходит процесс восстановления катионов электролита Cu 2+ :
Электрод, на котором идет реакция восстановления или которыйпринимает катионы из электролита, именуется катодом.
Через электролитический ключ происходит движение ионов в растворе: анионов SO4 2– к аноду, катионов Zn 2+ к катоду. Движение ионов в растворе замыкает электрическую цепь гальванического элемента.

Реакции (а) и (б) называются электродными реакциями.
Складывая уравнения процессов, которые протекают на электродах, приобретаем суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в гальваническом элементе:
или, с учетом анионов раствора:

В общем случае, суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в произвольном гальваническом элементе, можно представить в виде:

MeА + MeК n+ A MeА n+ + MeК, (д)

где индексы Но и К относятся к металлам анода и катода исходя из этого.
Реакции (в) – (д) называются токообразующими реакциями.

Символическая запись (схема) гальванического элемента имеет вид:

Часто взамен растворов обозначают только катионы, имеющиеся в растворе:

(9.3)

Схема гальванического элемента Даниэля – Якоби имеет вид:
Самая большая разница потенциалов электродов, которая может быть получена во время работы гальванического элемента, именуется электродвижущей силой (ЭДС) элемента Е.

Она вычисляется по формуле;
где ?к и ?а – электродные потенциалы катода и анода исходя из этого.
Величина ЭДС элемента Даниэля – Якоби при типовых условиях равна:

Электродвижущая сила Е определяет способность гальванического элемента выполнять электрическую работу во внешней цепи.
Электрическая работа определяется самой большой полезной работой, совершаемой химической реакцией, которая равна изменению изобарно-изотермического потенциала ?G процесса. Связь между величиной ?G и ЭДС описывается уравнением:
где n – число электронов в элементарном окислительно-восстановительном акте, F – число Фарадея.

Величина изменения изобарно-изотермического потенциала токообразующей реакции при типовых условиях ?G 0 связана с константой равновесия этой реакции Кравн соотношением

(9.6)

Гальванические детали являются первичными (однократно применяемыми) химическими источниками тока (Бестселлер). Вторичными (неоднократно применяемыми) Бестселлер являются аккумуляторы.

Процессы, протекающие при разряде и заряде аккумуляторов, взаимнообратны.
Гальванические детали, у которых электроды сделаны из одного и того же металла и опущены в растворы собственных солей различной концентрации, называются концентрационными. Функцию анода в этих элементах делает металл, опущенный в раствор соли с меньшей концентрацией, к примеру:

Пример 1. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция: Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn.

Что считается катодом и анодом в таком элементе? Напишите уравнения процессов, которые протекают на данных электродах. Рассчитайте ЭДС элемента при типовых условиях.

Вычислите константу равновесия для токообразующей реакции.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9877 –

| 7676 –

или читать все.

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

семнадцать + 5 =