ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аккумуляторы из "Теоретическая электрохимия Издание 3" Средние коэффициенты активности водных растворов соляной и серной кислот при 25°, полученные при помощи измерения э. д. с. [c.317] Любая окислительно-восстановительная реакция, протекающая с участием электролита, может быть проведена в таких условиях, что ее работа будет отдана в виде работы электрической. Применяя такую реакцию, можно построить гальванический элемент. Если он предназначается для практического использования как химический источник тока, то очевидно, что для него подходящей будет не любая реакция окисления-восстановления, а лишь такая, которая позволит получить элемент, обладающий технически ценными качествами. Э. д. с. такого элемента должна быть достаточно велика и постоянна во время работы должна быть обеспечена возможность отбирать от элемента ток достаточно большой силы элемент должен обладать достаточно большим запасом энергии (емкостью). Наконец, выбранная реакция должна позволить оформить элемент технически удобно (вес, габариты и пр.). [c.317] Перечисленным требованиям удовлетворяют лишь весьма немногие из окислительно-восстановительных реакций, поэтому число гальванических элементов, используемых в технике, сравнительно невелико. Описание их имеется в курсах прикладной электрохимии. Здесь же мы рассмотрим только наиболее распространенные технические элементы — аккумуляторы. [c.317] В свинцовом аккумуляторе используется реакция окисления свинца (РЬ — 2е РЬ ) и восстановления двуокиси его (РЬ + + 2е- РЬ ). [c.318] Первые три члена в этом выражении постоянны и должны быть обозначены как стандартная э. д. с. [c.320] ЧТО совпадает с уравнением (VI 1,39). Это уравнение хорошо согласуется с опытными данными о зависимости э. д. с. свинцового аккумулятора от активности серной кислоты и воды. Если применяется, например, 27,32% раствор серной кислоты, плотность которого —1,2, то он содержит 376 г НгЗО на 1000 г воды, т. е. т = 3,83 моля. Коэффициент активности такого раствора V 0,165, откуда .504 = ут = 0,632. [c.321] Опытное определение э. д. с. дает в этом случае Е — 2,007 в. Ошибка вычисления составляет всего около 0,3%. [c.321] Как видно из выражения (VII,37), концентрация кислоты убывает во время разряда аккумулятора, а следовательно падает и его э. д. с. Это является недостатком используемой реакции. [c.321] За состоянием аккумулятора можно следить не только по величине э. д. с., но и по плотности раствора Н25 04, убывающей по мере разряда. Когда э. д. с. достигает —1,85 в, аккумулятор нужно считать разрядившимся. Во избежание образования толстых слоев РЬ504 на электродах рекомендуется производить зарядку аккумулятора ежемесячно, независимо от степени разряда. [c.321] Чтобы увеличить количество энергии, отдаваемой акку. тором, его пластины (электроды) изготовляют не из компак . материалов (РЬ и РЬОд), а из губчатых. Это дает возможность всей массе электродов принять участие в окислительно-восстановительной реакции. [c.322] Если бы э. д. с. разряда была точно равна э. д. с. зарядки, то аккумулятор представлял бы термодинамически обратимую систему. Однако ввиду того, что не все процессы разряда и зарядки термодинамически обратимы, зарядка требует более высокой э. д. с., чем дает аккумулятор при разряде поэтому к п. д. аккумулятора ниже единицы. К необратимым процессам относятся потери энергии на преодоление омического сопротивления раствора кислоты и некоторые осложнения в течении реакций на электродах. Необратимость электродных реакций будет рассмотрена в дальнейшем. [c.322] В качестве электролита употребляется 20% раствор КОН. [c.322] Катион Ее связывается с гидроксильным ионом щелочи, образуя малорастворимый гидрат Ее(ОН)з [в случае кадмия соответственно Сс1 (ОН)а]. [c.322] Процессы, представленные уравнениями (VII,42) и (VII,43), записаны упрощенно. Состав гидроокисей не соответствует точно обычным их формулам. Все гидроокиси, участвующие в реакции, протекающей в аккумуляторе, мало растворимы в воде, вследствие чего концентрации катионов Ее (или Сс1 ), Ni и N1 определяются концентрацией щелочи. [c.322] Из последнего уравнения видно, что э. д. с. элемента не должна зависеть от концентрации щелочи, что является серьезным достоинством щелочного аккумулятора. Практически, однако, э. д. с. его несколько зависит от концентрации щелочи вследствие того, что степень гидратации закиси железа и окислов никеля не отвечает точно простым формулам. Поэтому из уравнения э. д. с. не выпадает концентрация щелочи. Но указанная поправка сравнительно невелика. [c.324] Вернуться к основной статье