11111111 Сборник основных формул по химии для ВУЗов, страница 17 | Книги

Сборник основных формул по химии для ВУЗов
Страница 17

Гальванические элементы  – устройства, преобразующиеэнергию химической реакции в электрическую энергию.

Гальванический элемент Даниэля  состоит из цинковогои медного электродов, погруженных в растворы ZnSO4 и CuSO4 соответственно.Растворы электролитов сообщаются через пористую перегородку. При этом нацинковом электроде идет окисление: Zn → Zn2+ + 2ē, а на медномэлектроде – восстановление: Cu2+ + 2ē → Cu. В целом идетреакция: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.

Анод  – электрод, на котором идет окисление. Катод – электрод, на котором идет восстановление. В гальванических элементах анодзаряжен отрицательно, а катод – положительно. На схемах элементов металл ираствор отделены вертикальной чертой, а два раствора – двойной вертикальнойчертой.

Так, для реакции Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu схемойгальванического элемента является запись: (-)Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu(+).

Электродвижущая сила (э.д.с.) реакции равна ΔЕ0 =Е0ок – Е0восст = Е0 (Cu2+/Cu) – Е0 (Zn2+/Zn) = 0,34 –(-0,76) = 1,10 В. Из-за потерь напряжение, создаваемое элементом, будетнесколько меньше, чем ΔЕ0.  Если концентрации растворов отличаютсяот стандартных, равных 1 моль/л, то Е0ок  и Е0восст вычисляются по уравнению Нернста, а затем вычисляется э.д.с. соответствующегогальванического элемента.

Сухой элемент  состоит их цинкового корпуса, пастыNH4Cl с крахмалом или мукой, смеси MnO2 с графитом и графитового электрода. Входе его работы идет реакция: Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 = [Zn(NH3)2]Cl + 2MnOOH.

Схема элемента: (-)Zn | NH4Cl | MnO2, C(+). Э.д.с. элемента –1,5 В.

Аккумуляторы.  Свинцовый аккумулятор представляетсобой две свинцовые пластины, погруженные в 30%-ный раствор серной кислоты ипокрытые слоем нерастворимого PbSO4. При заряде аккумулятора на электродах идутпроцессы: