Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Гальванический элемент






    Гальванический элемент – это химический источник тока, в котором энергия, выделяющаяся при протекании на электродах окислительно-восстановительной реакции, непосредственно преобразуется в электрическую энергию.

    Принцип работы гальванического элемента можно рассмотреть на примере элемента Даниэля – Якоби (рис 9.2).

    Рис. 9.2. Схема гальванического элемента Даниэля – Якоби

     

    Здесь I – стакан, содержащий раствор ZnSO4 в воде с погруженной в него цинковой пластинкой; II – стакан, содержащий раствор CuSO4 в воде с погруженной в него медной пластинкой; III – солевой мостик (электролитический ключ), который обеспечивает перемещение катионов и анионов между растворами; IV – вольтметр (нужен для измерения ЭДС, но в состав гальванического элемента не входит).

    Стандартный электродный потенциал цинкового электрода . Стандартный электродный потенциал медного электрода . Так как , то атомы цинка будут окисляться:

      Zn – 2ē = Zn2+. (а)

    Электрод, на котором идет реакция окисления или который посылает катионы в электролит, называется анодом. У рассматриваемого гальванического элемента в роли анода выступает цинковый электрод. Так как стандартный электродный потенциал цинка ниже, чем у меди, цинковому электроду приписывается условный заряд «–», а медному – «+».

    Электроны, освободившиеся в результате окисления, по внешней цепи переходят на медь (возникает электрический ток).

    На медном электроде происходит процесс восстановления катионов электролита Cu2+:

      Cu2+ +2ē = Cu. (б)

    Электрод, на котором идет реакция восстановления или которыйпринимает катионы из электролита, называется катодом.

    Через электролитический ключ происходит движение ионов в растворе: анионов SO42– к аноду, катионов Zn2+ к катоду. Движение ионов в растворе замыкает электрическую цепь гальванического элемента.

    Реакции (а) и (б) называются электродными реакциями.

    Складывая уравнения процессов, протекающих на электродах, получаем суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в гальваническом элементе:

      Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu (в)

    или, с учетом анионов раствора:

      Zn + CuSO4= ZnSO4+ Cu. (г)

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

      MeА + MeКn+ Á MeАn+ + MeК, (д)

    где индексы А и К относятся к металлам анода и катода соответственно.

    Реакции (в) – (д) называются токообразующими реакциями.

    Символическая запись (схема) гальванического элемента имеет вид:

     

    Часто вместо растворов обозначают только катионы, содержащиеся в растворе:

      (9.3)  

     

    Схема гальванического элемента Даниэля – Якоби имеет вид:

    Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu

    Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе гальванического элемента, называется электродвижущей силой (ЭДС) элемента Е. Она вычисляется по формуле;

      Е = φ к – φ а, (9.4)

    где φ к и φ а – электродные потенциалы катода и анода соответственно.

    Величина ЭДС элемента Даниэля – Якоби при стандартных условиях равна:

    Е = +0, 34 – (–0, 76) = 1, 10 В.

    Электродвижущая сила Е характеризует способность гальванического элемента совершать электрическую работу во внешней цепи.

    Электрическая работа определяется максимальной полезной работой, совершаемой химической реакцией, которая равна изменению изобарно-изотермического потенциала ∆ G процесса. Связь между величиной ∆ G и ЭДС описывается уравнением:

      G = – nFE, (9.5)

    где n – число электронов в элементарном окислительно-восстановительном акте, F – число Фарадея.

    Величина изменения изобарно-изотермического потенциала токообразующей реакции при стандартных условиях ∆ G 0 связана с константой равновесия этой реакции К равн соотношением

      (9.6)

    Гальванические элементы являются первичными (однократно используемыми) химическими источниками тока (ХИТ). Вторичными (многократно используемыми) ХИТ являются аккумуляторы. Процессы, протекающие при разряде и заряде аккумуляторов, взаимнообратны.

    Гальванические элементы, у которых электроды выполнены из одного и того же металла и опущены в растворы своих солей разной концентрации, называются концентрационными. Функцию анода в таких элементах выполняет металл, опущенный в раствор соли с меньшей концентрацией, например:

    Пример 1. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция: Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn. Что является катодом и анодом в этом элементе? Напишите уравнения процессов, протекающих на этих электродах. Рассчитайте ЭДС элемента при стандартных условиях. Вычислите константу равновесия для токообразующей реакции.






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.