Типы гальванических элементов

Электрохимические цепи обычно классифицируют по двум признакам:

1) по источнику электрической энергии они делятся на химические и концентрационные;

2) по наличию или отсутствию в цепи границы двух различных растворов (а значит и диффузионного потенциала) на цепи с переносом или без переноса соответственно.

В химических цепях источником электрической энергии является химическая реакция, протекающая в электрохимической системе. Химические цепи могут быть с переносом (имеется граница двух растворов или соединение через солевой мостик) и без переноса, где такой границы нет. Химические цепи построены из электродов различных по химической природе. Знаки электродов в данной цепи определяются по величине (из справочника).

В качестве примера химической цепи с переносом является следующая цепь:

(-) Cu | CuSO4 l AgNO3 | Ag (+)

В данной цепи серебряный электрод является более положительным, и ему приписывается знак «+», а медному электроду «-». Реакции идущие на электродах:

Cu – 2e → Cu2+ 2Ag+ + 2e → 2Ag

Суммарная реакция

Cu + 2Ag+ → 2Ag + Cu2+

Примеры цепей без переноса:

Pt, H2 | HCl | Cl2, Pt

Pt, Cl2 | KCl | AgClТВ, Ag

В концентрационных цепях источником энергии является величина ∆G, обусловленная различными активностями одних и тех же химических компонентов.

В концентрационных цепях оба электрода идентичны как по физической природе, так и по химической природе участников окислительно–восстановительных процессов. Они отличаются только концентрациями компонентов. Знаки электродов определяются по реакциям на электродах, приводящим к выравниванию концентраций (активностей) веществ электродов.

Различают концентрационные цепи с переносом и без переноса.

Цепи без переноса строят из двух амальгамных электродов с разной концентрацией амальгам, сплавов или двух газовых электродов с разными давлениями газов, погруженных в один и тот же раствор. В этих цепях на электроде с большей концентрацией амальгамы, сплава или с большим давлением газа происходит ионизация атомов металла или газа, активность металла или газа уменьшается. На электроде с меньшей концентрацией будет происходить образование свободных атомов металла или молекул газа, их активность возрастает. Таким образом, в результате работы концентрационной цепи происходит выравнивание активностей компонентов на обоих электродах. Как и в химических цепях, электрод, на котором идет восстановление (присоединение электронов), будет положительным, где окисление – отрицательным. В качестве примера рассмотрим амальгамную цепь:

(-) Zn(Hg) | ZnSO4 | Zn(Hg) (+)

a1 a2 a1 > a2

В процессе выравнивания концентраций на левом электроде будет происходить растворение цинка по реакции:

Zn – 2e → Zn2+ (окисление)

На правом – образование цинка:

Zn2+ +2е → Zn (восстановление)

Значение ЭДС такой цепи:

Концентрационные цепи с переносом – это электрохимические цепи с различной концентрацией растворов, в которые погруженгы электроды.

Например,

(-) Pt, H2 | HCl ll HCl | H2, Pt (+)

a1 < a2

В ходе работы этого элемента активности HCl должны выравниваться, т.е. а1 возрастать, а а2 убывать за счет реакций:

1/2Н2 – е → Н+ Н+ + е → 1/2Н2

Следовательно, правый электрод будет положительным, а левый – отрицательным.

 






Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 2624; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.