загрузка...

Название: Хімія

Дати визначення нормальному електродному потенціалу.

Призначення і принципи дії стандартного водневого електрода.

Принцип дії гальванічного елемента.

Як визначити електрорушійну силу гальванічного елемента?

У чому полягає суть хімічної та електрохімічної корозії металів?

Методи захисту металів від корозії.

Суть процесу електролізу та його застосування.

Особливості електролізу водних розчинів та розплавів.

Закон електролізу.

Гальванічними елементами називаються пристрої, в яких відбувається перетворення енергії хімічних реакцій в електричну енергію. Їх також називають хімічними джерелами електричної енергії (ХДЕЕ) або хімічними джерела­ми електричного струму (ХДЕС).

Робота гальванічних елементів базується на протіканні в них окислювально-відновних реакцій. При цьому електрони від відновника до окисника передаються через зовнішній ланцюг.

Для того щоб зрозуміти суть роботи гальванічних елементів, слід перш за все розглянути явища, які відбуваються на межі метал-розчин. Абсолютно нерозчинних в воді та водних розчинах речовин не існує, і навіть метали до деякої міри розчиняються у воді та водних розчинах. При цьому іони металу переходять в розчин, а електрони залишаються на пластинці, заряджаючи її більш або менш електронегативно в залежності від активності металу. Між зарядженою пластинкою металу та розчином виникає так званий подвійний електричний шар.

У подвійному електричному шарі немає виходу електронів в зовнішній ланцюг і вони не можуть здійснити роботу. Для того щоб була здійснена робота, треба підібрати гальванічну пару електродів, занурити їх в розчини солей та з'єднати ці розчини електролітичним ключем або пористою перегородкою.

Роботу найпростішого гальванічного елемента зручно розглянути на прикладі мідно-цинкового елемента або елемента Даніеля-Якобі (рис. 1). В ньому зовнішнім провідником через вольтметр з'єднуються пластинки з міді та цинку, при цьому кожний метал занурений в розчин відповідної солі: сульфату міді (П) і сульфату цинку. Напівелементи з'єднують електролітичним ключем, якщо вони знаходяться в різних ємкостях, або пористою перепонкою, якщо вони знаходяться в одній ємкості.

На електроді з цинку, який занурений у розчин солі ZnSO4, відбувається окислення атомів цинку, метал розчиняється і переходить в розчин:

Zn° - 2е ! Zn2+

при цьому електрони направляються в зовнішній ланцюг. Цинк - джерело електронів.

На мідному електроді, зануреному в розчин CuSO4, відбувається віднов­лення іонів металу в атоми і металічна мідь відкладається на електроді :

Сu2+ + 2е ! Сиo .

Одночасно частина іонів SO42- переходить через пористу перепонку або електролітичний ключ в ємкість з розчином ZnSO4.

0x08 graphic0x01 graphic

Рис. 1. Схема мідно-цинкового гальванічного елемента

Сумарно процеси, що відбуваються на електродах, мають такий вигляд:

Zn° - 2 е ! Zn2+

загрузка...

загрузка...