Гальванические элементы


 

Гальваническими элементами называют устройства, в которых энергия окислительно-восстановительных реакций преобразуется непосредственно в электрическую.

Методика рассмотрения работы гальванических элементов:

· Составляют схему гальванического элемента:

(–) Me1 / Me1n + // Me2 m+ / Me2 (+)

· По уравнению Нернста находят потенциалы электродов.

· Указывают движение электронов во внешней цепи: от электрода с меньшим потенциалом к электроду с более высоким потенциалом.

· Записывают уравнения электродных процессов, определяют характер этих процессов.

· Составляют суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в гальваническом элементе.

· Рассчитывают величину ЭДС гальванического элемента как разность потенциалов положительного и отрицательного электродов.

Пример 1. Гальванический элемент с водородным электродом.

· Схема Zn / ZnSO4 // H2SO4 , Н2 / Pt.

1 моль/л, 1 моль/л, Т = 298 К, P = 101,3 кПa .

· Электродные потенциалы

= 0 В , = - 0,76 В (при 1 моль/л).

· Направление движения электронов во внутренней цепи - от цинкового электрода к водородному, так как потенциал цинкового электрода меньше.

ē

 

(–) Zn / ZnSO 4 // H2SO4 , Н2 / Pt (+)

       
   
 
 


SO42 -

· Уравнения электродных процессов:

Zn (-): Zn - 2 ē = Zn 2+ - процесс окисления;

Pt (+): 2Н ++ 2 ē = Н 2 ­ - процесс восстановления.

· Суммарное уравнение:

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2 ­ Zn + H2SO4 = ZnSO4 + Н 2 ­

· Расчет величины ЭДС:

ЭДС = Е0Ox - Е0Red = 0 (- 0,76) = 0,76 В.

Пример 2. Концентрационный гальванический элемент

Оба электрода из одного металла, но растворы солей, в которые погружены электроды, разной концентрации.

· Схема гальванического элемента:

Ni / NiSO 4( = 10-4 моль/л)// NiSO 4 ( =1моль/л) / Ni

Стандартный электродный потенциал = - 0,25 В.

· Вычисление электродных потенциалов по уравнению Нернста:

= + · lg = -0,25 + ·lg 10 -4 = -0,309 B.

= = - 0,25 B.

· Направление движения электронов по внешней цепи от Ni1 электрода к Ni2, так как >

ē

 
 


(-) Ni1 / NiSO4 (10-4 М) // NiSO4 (1 М) / Ni 2 (+)

       
 
 
   


SO42–

· Уравнения электродных полуреакций:

Ni1 (-): Ni - 2 ē = Ni 2+ - процесс окисления;

Ni2 (+): Ni2+ + 2 ē = Ni -процесс восстановления.

· Расчет величины ЭДС:

ЭДС = - = - 0,25 - (- 0,309) = 0,059 В.

 



Дата добавления: 2016-07-11; просмотров: 2182;


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 - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.