Гальванический элемент в действии

Пример 1. Составлен гальванический элемент, действие которого основано на реакции [c.190]

Соотношение (2.30) между стандартным изменением энергии Гиббса процесса и константой его равновесия является универсальным. Оно применимо к любому равновесию - к диссоциации электролита в растворе (см разд. 6.5), к равновесию между кипящей жидкостью и сухим насыщенным паром (в этом случае величина К равна давлению пара прн данной температуре), к равновесию растворенное вещество - насыщенный раствор (величина К равна концентрации вещества в насыщенном растворе, т. е. растворимости). Сочетание уравнений (2,30) и (2.27) позволяет найти константу равновесия окислительно-восстановительной реакции по эдс гальванического элемента, действие которого основано на этой реакции. Из (2.30) следует, что АС <0 отвечает К>. Это означает, что в равновесной смеси преобладают продукты реакции и при больших положительных значениях К реакция идет практически до конца. Наоборот, если АС >0, то в равновесной смеси преобладают исходные вещества (/С<1), т. е. реакция практически не идет. Если же АС - О, то ЛГ - I и реакция одинаково проходит как в прямом, так и в обратном направлении. Например, при 25 С для реакции [c.210]

Теория гальванического элемента. Действие каждого гальванического элемента связано с диссоциацией атомов металла на катион и электроны ( 7, гл. XX), которая, например, для цинка может быть выражена следующим уравнением [c.331]

При увеличении длины проволоки, соединяющей пластинки данного гальванического элемента, действие тока на магнитную стрелку и его химическое действие уменьшается следовательно, с увеличением длины проволоки прохождение тока затрудняется. Это свойство вещества оказывать противодействие прохождению электрического тока называется электрическим, сопротивлением, причем более длинная проволока имеет большее электрическое сопротивление, чем короткая. [c.24]

Пленка продуктов коррозии образуется только при im + + / > 0. Электрическое сопротивление ее незначительно и при образовании пленки не изменяется ток гальванических элементов, действующих вдоль трасс подземных трубопроводов. Для скорости коррозии на внешней поверхности трубы при наличии вторичных явлений получаем следующее выражение [c.46]

В этих условиях корродирующий технический цинк представляет собой совокупность гальванических микроэлементов, в каждом из которых железо является положительным полюсом, а анодно растворяющийся цинк — отрицательным. Коррозию такого технического металла можно на этом осг овании рассматривать как результат действия локальных гальванических элементов. [c.496]

Химические источники тока делятся на источники тока одноразового действия (гальванические элементы) и многоразового действия (аккумуляторы). [c.598]

В этой главе будут обсуждены способы условного разделения химических реакций на две физически различные части одна из них характеризуется легкой отдачей электронов, а другая-их легким присоединением. Если нам удастся получить электроны, перетекающие вниз (тут мы пользуемся гравитационной аналогией), это позволит использовать такой поток для выполнения внешней работы. На этом основан принцип действия гальванического элемента. Кроме того, если удастся найти способы переноса электронов вверх из областей, где в них имеется потребность, в области, где их присутствие нежелательно, то мы сможем запасать энергию, чтобы воспользоваться ею позже, или осуществлять химические реакции, которые в нормальных условиях не являются самопроизвольными. Таков принцип действия электролитических элементов. [c.157]

Одни атомы или ионы притягивают электроны сильнее, чем другие. Когда электроны получают возможность перетекать от менее притягивающих их атомов или ионов к сильнее притягивающим их атомам или ионам, достигается более устойчивая ситуация и происходит выделение энергии. Если не принять специальных мер, эта энергия рассеивается в форме тепла, т. е. приводит к повышению беспорядка (энтропии). Но если удается физически разделить полуреакции, в одной из которых высвобождаются, а в другой поглощаются электроны, то поток электронов из одной области в другую можно использовать для вьшолнения электрической работы. На этом принципе основано действие всех гальванических элементов. [c.193]

Точное значение pH можно определить, измерив э.д.с. гальванического элемента, имеющего электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов водорода. В качестве такого электрода обычно используют так называемый стеклянный электрод, действие которого основано на свойстве тонкой стеклянной мембраны быть проницаемой только для ионов водорода. [c.257]

Определение потенциала отдельного электрода производят, как это описано выше, путем измерения разности потенциалов гальванического элемента, составленного из электрода сравнения с точно известным и постоянным значением потенциала и электрода, потенциал которого определяется. При измерении потенциалов через измеряемую цепь не должен проходить электрический ток. Это реализуется в компенсационной электрической схеме, на которой основано действие всех потенциометров. [c.28]

Электрохимическая коррозия возникает при наличии в непосредственной близости двух различных металлов, окруженных раствором, проводящим электрический ток, — электролитом. Получается своего рода гальванический элемент между обоими металлами возникает электрический ток, и металл, являющийся анодом, станет постепенно разрушаться. Этот процесс будет происходить также и при наличии одного вида металла, если он обладает кристаллической структурой, содержит различные элементы, посторонние примеси и загрязнения, имеет шероховатую неровную поверхность. Хотя возникающие при электрохимической коррозии электрические токи сами по себе весьма слабы и создающие их гальванические микроэлементы ничтожны по своим размерам, их суммарное действие и его большая продолжительность могут весьма сильно разрушать металл и ослаблять его прочность. [c.172]

Электрохимия — раздел физической химии, изучающий переход химической энергии в электрическую и обратно, свойства растворов электролитов и движение ионов под действием электрического поля. Переход химической энергии в электрическую осуществляется в электрохимических (гальванических) элементах и аккумуляторах. В процессе электролиза электрическая энергия переходит в химическую энергию. Процессы пр< вращения электрической энергии в химическую и обратно происходят на границе электрод (электронный проводник) — раствор электролита (ионный проводник) и заключаются в передаче электрона с электрода на ион в растворе или обратно. [c.244]

Гальванические элементы, в том числе и упомянутые выше, не могут служить источниками электрического тока в течение длительного срока. Электрическая энергия в элементе возникает за счет энергии химических процессов, а запас последней, естественно, ограничен массой веществ, подвергающихся в данной системе превращению. Однако способность системы выступать в качестве источника электрического тока можно восстановить, если через разряженную батарею пропускать ток от внешнего источника. Такие гальванические батареи обратимого действия называют аккумуляторами. [c.82]

Согласно современным представлениям о механизме коррозионно-усталостного разрушения, это явление обусловлено возникновением и развитием трещин, тесно связанных с полосами скольжения, появлением гальванических элементов между основанием концентратора напряжений и периферией с последующей депассивацией металла в точках растрескивания, что влечет за собой возникновение новых анодных участков. Одновременное действие циклических растягивающих нагрузок и анодного растворения металла у основания трещин приводит к дальнейшему распространению транскристаллитной трещины в глубь металла с уменьшением полезной площади его поперечного сечения. После достижения трещиной длины трещины Гриффитса дальнейший ее рост становится самопроизвольным под действием нормальных напряжений, имеющихся в теле, и происходит хрупкое разрущение металла. [c.121]

В гальваностегии медные покрытия применяются для защиты стальных изделий от цементации, для повышения электропроводности стали (биметаллические проводники), а также в качестве промежуточного слоя на изделиях из стали, цинка и цинковых и алюминиевых сплавов перед нанесением никелевого, хромового, серебряного и других видов покрытий для лучшего сцепления или повышения защитной способности этих покрытий. Для защиты от коррозии стали и цинковых сплавов в атмосферных условиях медные покрытия небольшой толщины (10—20 мкм) непригодны, так как в порах покрытия разрушение основного металла будет ускоряться за счет образования и действия гальванических элементов. Кроме того, медь легко окисляется на воздухе, особенно при нагревании. [c.396]

Всю установку можно рассматривать как сложный гальванический элемент с двумя электролитами (жидкость в кювете и ионизированный воздух) и тремя ловерхностями обратимым электродом в жидкости, границей раздела воздух — жидкость и воздушным электродом. Только на одной границе (воздух — жидкость) разность потенциалов изменяется от присутствия пленки монослоя. Поэтому разность потенциалов, возникающую на границе пленки монослоя — воздух определяют следующим образом. Сначала измеряют электродвижущую силу элемента при наличии поверхности чистой воды, затем наносят пленку нерастворимой жидкости и измеряют электродвижущую силу нового элемента. Разность потенциалов в пленке находят как разность между электродвижущими силами элементов в присутствии пленки и без нее. Во избежание действия внешних электростатических сил всю установку экранируют заземленной металлической сеткой (на рис. 25 пунктирная линия). Электрометр можно заменить ламповым потенциометром с большим сопротивлением. [c.66]

На примере элемента Даниэля рассмотрим принцип действия гальванического элемента. Если замкнуть электроды металлическим проводником электрического тока или подключить к нему какой-либо приемник электрической энергии, то под действием его э. д. с. (Е = фсц — ф2п) электроны от более электроотрицательного 2п-электрода начнут перемещаться по металлическому проводнику к менее электроотрицательному Си-электроду. В результате этого на 2п-электроде создастся некоторый недостаток электронов, а на Си — избыток по сравнению с содержанием их на электродах в исходном (неработающем) состоянии. Это приведет к установлению на электродах гальванического элемента неравновесных электростатических потенциалов меньшего, чем равновесный — на цинковом (ф2п < ф2п) и большего, чем равновесный — на медном (фси > фси)- Следовательно, термодинамическое равновесие в системе нарушится. [c.238]

По принципу действия последние подразделяются на два типа. Конструкция одного типа предусматривает наличие в приборе бесконечно большого внутреннего сопротивления, так что при подключении его к гальваническому элементу электроды последнего остаются практически разомкнутыми и термодинамическое равновесие в нем не нарушается. Это — современные ламповые вольтметры и потенциометры. Их используют при проведении особо точных измерений. [c.242]

Таким образом, под действием напряжения и к > Е на электродах гальванической пары протекают процессы, противоположные процессам, идущим при работе гальванического элемента. Гальваническая пара в этом случае является потребителем электрической энергии, за счет которой в ней протекают химические процессы. В указанных условиях рассматриваемая гальваническая пара преобразует электрическую энергию источника Ак в химическую энергию образующихся на электродах веществ. [c.249]

В большинстве случаев гальванические элементы изготавливают в виде сухих батарей или батарей аккумуляторов. Принцип их действия рассматривается в ряде учебных пособий по физике, поэтому здесь будет описана лишь схема работы самого современного из гальванических элементов — топливного элемента [c.255]

Если этот зонд опустить в коллоидный раствор, то он будет действовать как коротко замкнутый гальванический элемент, в котором медная пластинка является отрицательным электродом, а цинковая — положительным. [c.185]

Таким образом, электрофоретический зонд Наумова, действуя как короткозамкнутый гальванический элемент, позволяет довольно быстро и надежно определять знак заряда коллоидных растворов. [c.186]

Химические реакции тесно связаны с такими физическими процессами, как электрические явления, теплопередача, поглощение или излучение электромагнитных колебаний. Например, химические реакции, протекающие в гальванических элементах и аккумуляторах, являются причиной возникновения электрического тока. Многие химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии в виде теплоты, а возникновение других реакций обусловлено действием света. Так, поглощение солнечного света зелеными растениями вызывает сложные реакции фотосинтеза, в результате которых из двуокиси углерода и воды образуются различные органические соединения. Таким образом, физическая химия решает наиболее общие вопросы химии, опираясь на физические законы и методы исследования. [c.5]

Рис. 19.2. Действующий гальванический элемент, в котором для замыкания электрической цепи используется солевой мостик.

На практике гальванические элементы редко действуют при стандартных условиях. Однако э.д.с. элемента, работающего при нестандартных условиях, можно вычислить по Е°, температуре и концентрациям реагентов и продуктов в гальваническом элементе. Уравнение, позволяющее проводить такие расчеты, выводится из соотноше- [c.214]

В обшем случае, если концентрации реагентов повышаются относительно концентраций продуктов, это приводит к повышению степени самопроизвольности протекающей в гальваническом элементе реакции и возрастанию его э.д.с. И наоборот, если концентрации продуктов повышаются по сравнению с концентрацией реагентов, э. д. с. уменьшается. Во время действия электрохимического элемента происходит расходование реагентов и образование продуктов. Связанное с этим уменьшение концентраций реагентов и возрастание концентраций продуктов вызывает постепенное уменьшение [c.215]

На разработку практически действующих топливных элементов затрачиваются большие исследовательские усилия. Одной из возникающих при этом проблем является высокая температура, при которой работает большинство подобных элементов, что не только способствует рассеянию энергии, но и ускоряет коррозию частей гальванического элемента. Разработан низкотемпературный топливный элемент, в котором используется Н2, но пока что этот топливный элемент слишком дорог для широкого потребления. Однако он находит применение в особых случаях, например в космических аппаратах. Так, топливный элемент на основе Н2—О 2 служил в качестве главного источника электрической энергии на космических кораблях Апполон , летавших на Луну. Масса топливного элемента, обеспечивавшего корабль энергией в течение 11-дневного полета, составляла приблизительно 250 кг. Если бы для такой цели использовался обычный генератор электрической энергии, его масса должна была бы составлять несколько тонн. [c.220]

Чтобы пояснить принцип действия гальванических элементов, мы обсудили простейшие гальванические элементы с солевыми мостиками. Конструкция используемых в технике гальванических элементов должна обеспечивать им большую прочность и портативность. Мы обсудили устройство трех электрических батарей свинцовой аккумуляторной батареи, ни-кель-кадмиевой батареи и сухого элемента. Первые две из них поддаются перезарядке, но сухой элемент не подлежит перезарядке. [c.234]

Гальванические элементы, действие которых вызывает коррозию металлов, аналогичны рассмотренному выше корроткозамкну-тому элементу. Измеряемый потенциал корродирующего металла— это компромиссный потенциал поляризованных анодов и катодов, известный как потенциал коррозии ор- Значение /max называется током коррозии /кор- Согласно закону Фарадея, скорость коррозии анода пропорциональна / ор, следовательно, скорость коррозии на единицу площади поверхности металла всегда можно выразить через плотность тока. Для цинка скорость коррозии [c.48]

Гальванические элементы, действием которых объясняют коррозию металлов, аналогичны рассмотренному выше коротко-замкнутому элементу. Измеряемый потенциал корродирующего металла представляет общий потенциал заполяризованных анодов и катодов, известный как потенциал коррозии Вкорр- [c.45]

Участки анодной и катодной реакций всегда разделены, для их протекания необходимо перемещение электронов в металле от анода к катоду и соответствующих ионов в электролите. Таким образом, каждая пара соседних анодного и катодного участков в среде электролита образует короткозамкнутый гальванический элемент. Таких постоянно действующих элементов на поверхности металла образуется огромное количество, причем анодные участт ки обычно разрушаются, В качестве примера, иллюстрирующего сказанное, может быть приведен механизм протекания анодных и катодных процессов при электрохимической коррозии железа [291] [c.280]

Действие любого гальванического элемента основано на протекании в нем окнслителыю-восстановительной реакции. В простейшем случае гальванический элемент состоит из двух пластин илн стержней, изготовленных из различных металлов и погруженных в раствор электролита. Такая система делает возможным пространственное разделение окислительно-восстановительной реакции окисление протекает на одном металле, а восстановление — на другом. Таким образом, электроны передаются от восстановителя к окислителю по внешней цепи. [c.273]

При замыкании в электролите двух обратимых электродов с разными потенциалами [(Уа)обр и (Ук)обр1 происходит перетекание электронов от более отрицательного электрода (анода) к менее отрицательному (или более положительному) электроду (катоду). Это перетекание электронов выравнивает значения потенциалов замкнутых электродов. Если бы при этом электродные процессы (анодный на аноде и катодный на катоде) не протекали, потенциалы электродов сравнялись бы и наступила бы полная поляризация. В действительности анодный и катодный электродные процессы продолжаются, препятствуя наступлению полной поляризации вследствие перетекания электронов с анода к катоду, т. е. действуют деполяризующие. Отсюда, в частности, происходит и название ионов и молекул раствора, обеспечивающих протекание катодного процесса — деполяризаторы. Однако из-за отставания электродных процессов от перетока электронов в гальваническом элементе (см. с. 192) потенциалы электродов изменяются (сближаются) и короткозамкнутая система, в конечном итоге, полностью заполяризовывается (см. с. 271, 282 и 287). [c.191]

Гальванический элемент с коротко замкнутыми электродами действует только внутри очень небольшого пространства, например вокруг какого-либо другого металла, находящегося в следовых количествах на металлическом изделии. Металл с более низким стандартным по-тенниалом растворяется, а на втором металле ионы разряжаются. [c.94]

Напряжения оказывают определенное влияние на коррозию металлов и заслуживают особого внимания со стороны конструкторов. Эти вопросы подробно рассмотрены в гл. VII. Концентрация нацряжений, возникающих при штамповке и сварке, так же как и сильные местные напряжения, возникающие в результате неправильного конструирования, могут ускорить процесс коррозии металлов. Имеется значительное количество данных, подтверждающих, что при наличии в металле остаточных напряжений или приложенных извне нагрузок могут образоваться локальные гальванические элементы. В результате на участках металла, подверженных действию наибольших напряжений, появляются коррозионные поражения в виде трещин. [c.88]

После изобретения первого гальванического элемента Вольта более полувека элементы оставались единственным источником получения электрического тока В их развитии можно отметить следующие основные этапы применение в 1833 г деполяризаторов, что позволило сделать напряжение элементов более устойчи йым, использование в 1836 г. нейтрального электролита, повысившее сохран ность источников тока, разработка в 1865 г. элементов с твердым деполяризато ром, что обеспечило увеличение коэффициента полезного действия элемента, изо бретение в 1888 г. сухих элементов и, наконец, применение а 1914 г. в качестве деполяризатора кислорода воздуха. [c.13]

У.5. Электродвижущая сила и принцик действия гальванического элемента [c.238]