Электрод цинк-медный

Электроды первого рода представляют собой металлические или газовые электроды, которые находятся в равновесии с соответствующими ионами в растворе. К электродам первого рода относятся, например, медный электрод (медь, погруженная в раствор сульфата меди), цинковый электрод (цинк, погруженный в раствор сульфата цинка). Потенциалы этих электродов зависят только от активности (концентрации) в растворе ионов меди и ионов цинка соответственно. [c.323]

В электрохимии электрод, на котором происходит восстановление, называют катодом, а электрод, на котором происходит окисление, — анодом. Так, в цинк-медном гальваническом элементе медный электрод— катод, а цинковый — анод. [c.181]

Если в цепи электрический ток с э. д. с., большей, чем у данного элемента, пустить в обратном направлении, то это вызовет обратные химические процессы на электродах цинк будет выделяться на электроде, а медь растворяться, система будет возвращаться к исходному состоянию. Подобные элементы, у которых прохождение тока в обратном направлении вызывает обратные процессы, называют обратимыми. Примером необратимого элемента может служить элемент из медного и цинкового электродов, опущенных в серную кислоту. При его работе цинк растворяется, а водород выделяется на медном электроде. При обратном направлении тока растворяется медь, а на цинке выделяется водород. Таким образом, прохождение тока в обратном направлении не ведет к восстановлению исходного состояния. [c.49]

О электродов, изготовленных в виде круглых пластинок 1 и 2 диаметром 5 мм пластинки расположены горизонтально одна под другой на расстоянии 2—3 мм. Эти электроды припаяны к платиновым проволокам, вплавленным в стеклянные трубки 3 и 4. Внутри стеклянных трубок к платиновым проволокам припаяны медные проволоки, которые выходят наружу и сверху спаяны друг с другом. При погружении в коллоидный раствор, находящийся в пробирке, зонд действует как коротко замкнутый гальванический элемент (медь — положительно заряженный электрод, цинк — отрицательно). Через несколько минут после погружения зонда в золь возле электрода, заряженного одинаково с коллоидными частицами, появляется тонкая светлая полоска. [c.244]

Если системы (13,2) и (13.3) объединить в одну,соединив цинковую и медную пластины металлическим проводником с электронной проводимостью, а растворы гпЗО и СиЗО —электролитическим проводником с ионной проводимостью, то получится замкнутая неравновесная система— гальванический элемент, схема которого приведена на рис. 13.1. Поскольку потенциалы электродов различны, по соединяющему их металлическому проводнику (II) перемещается поток электронов—электрический ток. Для восстановления равновесного потенциала цинкового электрода цинк должен переходить в раствор. Увеличение же отрицательности потенциала медного электрода за счет переместившихся электронов повлечет разрядку части ионов и выделение из раствора металлической меди на медном электроде. В результате около цинкового электрода электролит приобретает избыточное число положительно заряженных ионов по сравнению с исходным, а около медного электрода образуется недостаток ионов 50 -. Результатом различия заряда ионных растворов будет ионный [c.141]

Потенциометрическое измерение электродвижущей силы. Потенциометр представляет собой прибор для определения э.д.с. гальванического элемента. Рассмотрим кратко принцип работы потенциометра. На рис. 9-3 а показал цинк-медный элемент, электроды которого соединены друг с другом проволокой, которая является. внешней цепью элемента. В этой цепи находится гальванометр О, измеряющий ток. [c.272]

Градиенты концентраций на поверхностях электродов в процессе электролиза. Как только цинк-медный элемент начинает функционировать как электролитическая ячейка, происходит реакция [c.406]

Какова эффективность диффузии, миграции и конвекции в уменьшении градиентов концентраций, вызываемых электролизом Механическое перемешивание наиболее эффективно для описанного здесь электролиза. Однако даже если раствор, находящийся в контакте с электродами, очень энергично перемешивается, то согласно теории гидродинамики электрод, погруженный в перемешиваемый раствор, всегда будет окружен тонким слоем стационарной жидкости. Поэтому движение ионов цинка к поверхности катода осуществляется в две стадии в результате перемешивания раствора нитрата цинка ионы цинка переносятся вплоть до края тонкой пленки неподвижной жидкости и затем диффундируют и мигрируют через пленку к поверхности катода — цинкового электрода, на котором они восстанавливаются. У медного анода ионы меди(II) диффундируют и мигрируют от электрода через тонкий слой стационарной жидкости, а затем вследствие перемешивания уносятся в объем раствора сульфата меди (И). Если через цинк-медную ячейку потечет больщой ток, то, несмотря на диффузию, миграцию и перемешивание, в результате процесса электролиза на каждом электроде обязательно будет существовать градиент концентраций. [c.407]

Наложенное на анод и катод электролитической ячейки напряжение необходимо увеличить не только для компенсации омического падения потенциала это связано также с возникновением градиента концентрации на поверхности каждого электрода наложенное напряжение должно быть увеличено настолько, чтобы обеспечить необходимую скорость электролиза. В соответствии с рис. 12-1, допустим, что через цинк-медную ячейку протекал ток г. Допустим также, что при достижении этой скорости электролиза концентрация цинка (И) на поверхности катода уменьшилась до 0,1 М, а концентрация меди(II) увеличилась до 1,9 М. Используя уравнение Нернста, можно рассчитать, что э. д. с. электрохимического элемента, состоящего из цинкового электрода в [c.407]

Энергетические барьеры для реакций переноса электронов. Подобно другим химическим процессам перенос электронов от химических частиц к электроду (или наоборот) сводится к реакции, связанной с преодолением энергетического барьера с соответствующей энергией активации (AGI). В отличие от обычных химических реакций, высота энергетического барьера такого процесса зависит от потенциала электрода. Можно использовать следующую простую картину для исследования поведения цинкового электрода в цинк-медной электролитической, ячейке. [c.408]

Когда через цинк-медную ячейку протекает действительно суммарный ток, то цинковый электрод функционирует как катод и происходит результирующее восстановление цинка (II) до металлического цинка. Рассмотрим следующий гипотетический случай что необходимо сделать для того, чтобы вызвать результирующее восстановление цинка (II) до металлического цинка, когда активности цинка(II) и металлического [c.408]

В, как это имеет место для обратимого цинк-медного элемента, описанного ранее (см. рис. 12-1). Однако это утверждение справедливо только в том случае, когда активность выделенного цинка равна единице (или когда чистый цинковый электрод первоначально находится в контакте с раствором нитрата цинка). Когда же на поверхности пла- [c.411]

Заметим, что в цинк-медной ячейке медный электрод является анодом, а цинковый электрод — катодом, поэтому общее уравнение для наложенного напряжения для любого реального процесса электролиза можно записать в виде [c.413]

Медно-цинковый элемент имеет постоянную электродвижущую силу при работе (не поляризуется). При стоянии с электролитом с разомкнутыми электродами цинк постепенно разрушается поэтому следует, при сравнительно больших перерывах в работе, выливать из элемента обе жидкости. Амальгамирование предохраняет цинк от разрушения при длительном стоянии элемента без работы. [c.243]

Когда электроды соединят проволокой, цинк будет окисляться, поскольку он более положителен, а ион — восстанавливаться. Электроны перемеш,аются по проволоке от цинкового электрода к медному. [c.38]

При работе элемента, т. е. ири замкнутой цени, цинк окисляется на поверхности его соприкосновения с раствором атомы цинка превращаются в ионы и, гидратируясь, переходят в раствор. Высвобождающиеся при этом электроны движутся по внешней цепи к медному электроду. Вся совокупность этих процессов схематически изображается уравнением полуреакции, или электрохимическим уравнением [c.274]

Цепь (ХП1, 1) является обратимой, так как она удовлетворяет второму условию. Если к ней приложить противоположно направленную э. д. с., превышающую э. д. с. элемента, то будет происходить электролиз, при котором на одном электроде будет выделяться цинк из раствора, а на втором — растворяться медный электрод, т. е. будут происходить процессы, обратные протекающим при нормальной работе этого элемента . [c.421]

Растворы отделены друг от друга пористой (керамической) перегородкой, препятствующей их смешению, но обеспечивающей прохождение электрического тока. Такой элемент был сконструирован русским электрохимиком Б. С. Якоби. На обоих электродах образуются двойные электрические слои. Величина и знак электрических зарядов в двойных слоях определяются работой удаления электрона из металла и энергией гидратации его ионов. Б раствор будут легче переходить те металлы, у которых меньше работа выхода электронов и больше энергия гидратации ионов, т. е. менее благородные металлы. Так как цинк менее благороден, чем медь, то он зарядится более отрицательно по сравнению с медью. Если электроды соединить проводником, то электроны будут перемещаться от цинка к меди. При этом ионы цинка уходят из двойного слоя в объем раствора, а электроны, перешедшие на медный электрод, разряжают ионы меди. [c.156]

Все реакции, протекающие в гальванических элементах, являются процессами окисления-восстановления, поскольку они сопровождаются переходом электронов. Л. В. Писаржевский одним из первых предложил считать, что вещество, теряющее электроны, окисляется, а приобретающее — восстанавливается. Так, при работе медно-цинкового элемента цинк переходит в раствор, отдавая свои электроны электроду, т. е. окисляется. При этом электрод заряжается отрицательно по отношению к раствору. Одновременно с процессом окисления цинка происходит восстановление ионов Си на медном электроде. [c.182]

Цинк, электродный потенциал которого имеет отрицательное значение (—0,76 В), посылает в раствор большее число катионов, чем медь, поэтому отрицательный заряд цинкового электрода будет выше, электроны с цинковой пластины переходят на медную и, соединяясь с катионами меди из раствора вблизи медного электрода, приводят к осаждению металлической меди на электроде. Таким образом, на цинковом электроде самопроизвольно проходит реакция окисления цинка, а на медном— восстановление ионов Сц2+ [c.328]

Медный и цинковый электроды, находящиеся в 0,1 М растворе соляной кислоты, подсоедините к источнику регулируемого напряжения постоянного тока и вольтметру (О—30 В) и подберите такое напряжение, при котором цинк перестает растворяться, а водород — выделяться. Как в технологии защиты от коррозии называется подобное устройство [c.381]

В полученном гальваническом элементе цинк заряжается положительно, а медь отрицательно (электроны с цинка по металлу переходят на медь), поэтому положительно заряженные частицы перемещаются к медному электроду, а отрицательно заряженные — к цинковому. [c.426]

Таким образом, при замыкании внешней цепи возникают самопроизвольные процессы растворения цинка на цинко-2п вом электроде и выделения меди на медном электроде. Данные процессы будут продолжаться до тех пор, пока не выравняются потенциалы электродов или не растворится весь цинк (или не высадится на медном электроде вся медь). Итак, при работе элемента Якоби — Даниэля протекают следующие процессы [c.186]

В рассматриваемом элементе Якоби —Даниеля цинк легче отдает свои валентные электроны, чем медь, т. е. потенциал цинкового электрода является более отрицательным. Если соединить металлическим проводником оба электрода, то избыток электронов от цинка будет переходить к меди. Таким образом гальванический элемент дает электрический ток. Это нарушает электростатическое равновесие в обоих двойных слоях, и процессы на электродах возобновляются. Ионы цинка будут переходить в объем раствора, а ионы меди будут восстанавливаться электронами и осаждаться в виде нейтральных атомов металла на медном электроде. [c.104]

Элемент Якоби—Даниэля. Такой элемент имеет электроды из цинка и меди, погруженные в растворы соответствующих солей (рис. 18). В соответствии с данными табл. 13 цинк заряжается отрицательно, а медь — положительно. При замыкании внешней цепи возникает электрический ток, причем электроны с цинка переходят на медный электрод, присоединяясь к осаждающимся на нем ионам меди. Цинк постепенно будет растворяться, а медь, наоборот, выделяться из раствора на электроде. Образующийся избыток ионов Zn + в левой части элемента диффундирует через трубочку, заполненную агаром, содержащим КС1, в правую часть, а S0 " — в левую, взаимно нейтрализуясь. [c.49]

Такой элемент имеет электроды из цинка и меди, погруженные в растворы соответствующих солей (рис. 18). В соответствии с данными табл. 15 цинк заряжается отрицательно, а медь — положительно. При замыкании внешней цепи возникает электрический ток, причем электроны с цинка переходят на медный электрод, присоединяясь к осаждающимся на нем ионам меди. [c.61]

Второе принципиальное условие. термодинамической обратимости работы элемента заключается в том, что процессы, протекающие в нем, могут проходить как в прямом, так и в обратном направлениях. Так, если в рассмотренном ранее медно-цинковом элементе приложенная разность потенциалов меньше ЭДС, то положительные ионы внутри элемента идут от цинкового электрода к медному. Цинк будет растворяться, а медь осаждаться. Если же приложить разность потенциалов, большую ЭДС, то положительные ионы пойдут от меди к цинку и, следовательно, должна растворяться медь, а цинк осаждаться. Это обратимый элемент. Можно было бы поместить и цинк и медь в раствор Си304. В этом случае в прямом направлении элемент работал бы также, однако в обратном направлении медь будет растворяться в правом отделе элементами осаждаться на цинке в левом, т. е. процессы в прямом и обратном направлениях не совпадают. Этот элемент принципиально не обратим ни при каких условиях. [c.370]

Рис. 1.4. Неполяризующийся цинксульфатный электрод (цинк — сульфат цинка 2п504), созданный проф, Ф. Габером в 1908 г. / деревянный стержень 2 — медная проволока 3 — капилляр 4 — фиксатор пробки 5 — цинковый стержень в — цннксульфатная масса 7 — керамическая ячейка 4 —смоляная замазка

Как утверждалось в гл. 9, э. д. с. цинк-медного элемента зависит от концентрации (активностей) частиц на поверхности электрода. Однако когда ток не течет через элемент, в уравнение Неряста для расчета э.д.с. элемента можно подставлять просто концентрации, поскольку в объеме раствора не существует градиента коицентраций. Когда же через элемент протекает ток, концентрации частиц иа поверхностях электродов отклоняются от концентраций в объеме раство , поэтому э.д.с. будет отличаться от эначения, рассчитанного исходя из концентраций в объеме. Во многих книгах это различие приписывают концентрационному перенапряжению, величине, которая подразумевает некоторое отклонение поведения элемента от нормального. Если истинные концентрации частиц на поверхности электродов в процессе прохождения тока через ячейку подставить в уравнение Нернста, рассчитанная э.д.с. элемента должна совпадать с наблюдаемой э.д.с. (если нет других осложнений), так как концентрационное перенапряжение уже учтено. Поэтому мы предпочитаем избегать искусственного термина— концентрационное перенапряжение и вместо этого обратить внимание на реальные процессы, которые происходят, в ячейке во время электролиза. [c.408]

Подобные рассуждения приводят к заключению, что в том случае,, когда необходимо вызвать результирующее окисление меди до меди(II) даже в отсутствие градиента концентрации, потенциал медного электрода в цинк-медной ячейке нужно сдвинуть в положительном направлении от значения потенциала, при котором отсутствует ток. Таким образом, существует активационный сверхпотенциал, связанный с процессом переноса электронов у каждого электрода в электролитической ячейке. [c.409]

Форма записи соответствует положительному значению напряжения системы слева указан отрицательный электрод (цинк), справа — положительный (медь). В наименовании же нсточнн.ка тока первым принято называть положительный электрод медно-цинковый элемент. [c.12]

Из поляризационной диаграммы медно-цинкового элемента (рис. 4.2) видно, что если за счет внешней поляризации сместить потенциал цинка до потенциала анода при разомкнутой цепи, то потенциал обоих электродов будет одинаков и цинк не будет корродировать. На этом основана катодная защита металлов — эффективный практический способ свести коррозию к нулю (этот вопрос рассмотрен в гл. 12). Внешний ток прилагают к корроди- [c.68]

Электрический ток непрерывно поддерживается благодаря протеканию самопроизвольной реакции, состоящей в вытеснении меди из раствора цинком. На границе мел<ду растворами ZnS04 и USO4 помещается пористая перегородка, препятствующая их смешению, но позволяющая диффундировать ионам SOI" из правой половины элемента в левую. Это необходимо, чтобы цепь была замкнутой. Часто такие элементы снабжают солевым мостиком, который также препятствует смешению растворов, но обеспечивает проводимость благодаря движению ионов. Таким образом, при работе элемента цинк растворяется, а медь осаждается из раствора uSOe на медном электроде. Это описывается реакцией [c.104]

При работе элемента цинк переходит в раствор, отдавая электроны 2п2п2++2е. Электроны по внешней цепи проходят к меди, на медном электроде из раствора выделяется медь u +- -2е- - Си. Поток электронов, т. е. электрический ток во внешней цепи, может быть использован для работы, что и является целью применения ХИЭЭ. На цинковом электроде происходит реакция окисления, а на медном — реакция восстановления. Цинковый электрод несет отрицательный заряд, а медь — положительный. Химическая реакция, протекающая в медно-цинковом элементе, может быть записана следующим образом [c.462]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология