Гальванический элемент. Ряд напряжений металлов

Стандартные потенциалы металлов, расположенные в порядке возрастания их алгебраической величины, образуют так называемый ряд напряжений металлов, или ряд стандартных электродных потенциалов. Для определения электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента следует из стандартного потенциала с большей алгебраической величиной вычесть стандартный потенциал с меньшей алгебраической величиной. Так, ЭДС медно-цинкового гальванического элемента составляет (см. приложение V) [c.126]

Ход работы. Определение а. д. с. медно-цинкового гальванического элемента. Описанные ниже опыты проводятся на установке, показанной на рис. 24. К установке имеется набор металлических образцов — ряд напряжений металлов . Схема включения установки изображена на рис. 25., [c.123]

ЖЕРТВЕННЫЕ АНОДЫ. Если вспомогательный анод изготовлен из металла более активного (в соответствии с электрохимическим рядом напряжений), чем защищаемый, то в гальваническом элементе протекает ток — от электрода к защищаемому объекту. Источник приложенного тока (выпрямитель) можно не использовать, а электрод в этом случае называют протектором (рис. 12.2). В качестве протекторов для катодной защиты используют сплавы на основе магния или алюминия, реже — цинка. Протекторы, по существу, служат портативными источниками электроэнергии. Они особенно полезны, когда имеются трудности с подачей электроэнергии или когда сооружать специальную линию электропередачи нецелесообразно или неэкономично. Разность потенциалов разомкнутой цепи магния и стали составляет примерно 1 В (в морской воде магний имеет Е = —1,3 В), так что одним анодом может быть защищен только ограниченный участок трубопровода, особенно в грунтах с высоким удельным сопротивлением. Столь небольшая разность потенциалов иногда [c.218]

При изготовлении анода гальванического элемента из металла, склонного к пассивированию, он будет вести себя при работе элемента, как более благородный металл, чем это соответствует его положению в ряду напряжений, т. е. его потенциал будет более положителен, чем равновесный, и это вызовет уменьшение э. д. с. элемента или его поляризацию. [c.30]

Зная электродные потенциалы металлов, можно вычислить электродвижущую силу (т. е. максимальное напряжение) гальванического элемента, Построенного из данной пары. Для этого нужно из потенциала положительного электрода вычесть потенциал отрицательного. Например, для пары 2п—Си имеем Е = = -1-0,34—(—0,761 = 1,10 в. Реально даваемое гальваническим элементом напряжение несколько ниже максимального (из-за внутренних сопротивлений в самом элементе). [c.210]

В гальванических элементах, которые вы сделали в лабораторной работе, каждый металл и раствор его соли составляют полуячейку. В медно-цинко-вом элементе в полуячейке с цинком, погруженном в раствор нитрата цинка, происходит окисление (потеря электронов). В полуячейке, составленной из меди и хлорида меди, происходит восстановление. Ряд напряжений позволяет нам предсказать, что цинк окисляется (отдает электроны) активнее меди. В этой ячейке протекают следующие полуреакции (отдельные этапы переноса электронов) [c.529]

Гальванические элементы. Ряд напряжений металлов. Окислительно-восстановительные потенциалы и определение направления окислительно-восстановительнЫх процессов [c.99]

Представленным в табл. 31 рядом напряжений широко пользуются в практике при составлении так называемых гальванических элементов, а также при изучении взаимодействия между металлами и кислотами, между солями и металлами. Зная ряд напряжений, можно предвидеть направление реакции вытеснения одних элементов другими. Так металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода, не способны вытеснять водород из кислот. Вытеснение металла из солей другим металлом осуществляется только в том случае, если вытесняющий металл расположен в ряду напряжений до вытесняемого. [c.228]

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]

Последний член в формуле (13.11) связан с контактной разностью потенциалов двух металлов, которая не входит в расчеты термодинамических параметров реакций, протекающих в гальваническом элементе. Поэтому его всегда опускают. Экспериментально исключение контактной разности потенциалов из величины напряжения элемента достигается исследованием электродных реакций в элементах с "правильно разомкнутой цепью", в которых измерение разности потенциалов двух электродов проводится между одинаковыми металлами. Например, к металлу М(2) присоединяют первый металл и к измерительному прибору подсоединяют проводники, сделанные из первого металла. [c.258]

Второй вопрос, возникший при создании вольтова столба, — это вопрос о причинах возникновения электрического тока и источнике электрической энергии. Согласно представлениям А. Вольта, электрическая энергия в гальваническом элементе возникает в результате контакта двух различных металлов (так называемая контактная теория э. д. с.). Основанием этой теории послужило следующее явление. Если два различных металла привести в соприкосновение, а затем раздвинуть, то при помощи электроскопа можно обнаружить, что один металл приобрел положительный, а другой — отрицательный заряд. Ряд металлов, в котором каждый предшествующий металл заряжается положительно после контакта с последующим (ряд Вольта), оказался до некоторой степени аналогичным ряду напряжений. Отсюда А. Вольта сделал вывод, что э. д. с. гальванического элемента обусловлена только контактной разностью потенциалов. Однако теория Вольта не объясняла полностью явлений возникновения электрической энергии при работе гальванического элемента, так как даже при длительном протекании тока граница соприкосновения двух металлов не изменялась. А. Вольта считал, что гальванические элементы представляют собой вечные двигатели.. Экспериментальная проверка не подтвердила этого предположения, и после установления закона сохранения энергии для объяснения э. д. с. гальванических элементов была выдвинута химическая теория, согласно которой источником электрической энергии является энергия химической реакции, протекающей в гальваническом элементе. [c.10]

Надо заметить, что измерение электродвижущих сил гальванических элементов позволило оцепить ряд напряжений металлов с количественной стороны. Если измерять ЭДС различных гальванических элементов, приняв один из электродов за стандартный (им выбран водородный электрод), то можно получить относительные величины потенциалов других электродов. [c.106]

Несмотря на эти ограничения, использование ряда напряжений позволяет дать характеристику веществ по их окислительно-восстановительной способности и сделать ряд практически важных выводов. Один из них состоит в том, что металлы с более высоким отрицательным электродным потенциалом способны вытеснить из водных растворов солей металлы с более положительным электродным потенциалом. Например, реакция гальванического элемента (см, рис. 81) протекает только слева направо. Другой из них заключается в том, что металлы с отрицательными электродными потенциалами вытесняют водород из кислот, а металлы с положительными электродными потенциалами этим свойством не обладают. [c.255]

Чем значительнее различие концентраций свободных электронов, тем интенсивнее пойдет передача их одним металлом другому, т. е. тем большее напряжение будет давать гальванический элемент. Зная знак заряда каждой из пластинок и измеряя напряжение тока, можно оценить сравнительную активность различных металлов и расположить их по этому признаку в так называемый ряд напряжений. Последний в основных чертах имеет следующий вид [c.202]

В гальваническом элементе, составленном из двух металлических электродов, анодом является более, активный металл. При этом чем дальше друг от друга в ряду напряжений расположены эти металлы, тем большее напряжение может давать гальванический элемент. [c.175]

При работе гальванических элементов роль анода выполняет обычно металл, расположенный в ряду напряжений раньше, катода — металл, расположенный после. [c.155]

Надо заметить, что измерение электродвижущих сил гальванических элементов позволило оценить ряд напряжений металлов с количественной стороны. Если измерять [c.87]

Чем дальше друг от друга расположены два металла, тем большее напряжение может давать построенный из них гальванический элемент. [c.202]

Возникновение электрического тока за счет химических реакций. Стандартные электродные потенциалы металлов. Ряд напряжений. Вытеснение металлами водорода и вытеснение одних металлов другими. Гальванический элемент. [c.167]

Чем дальше расположены друг от друга в ряду напряжений два данных металла, тем большую ЭДС будет иметь построенный из них биметаллический гальванический элемент (т. е. гальванический элемент, у которого электроды изготовлены из разных металлов). [c.331]

Электролиз — процесс, обратный процессу в гальваническом элементе с металлическим электродом. Минимальное напряжение для электролиза раствора соли определяется по таблице электродных потенциалов. Для осуществления процесса электролиза на электроды следует подать напряжение, несколько большее, чем э. д. с. гальванического элемента. При разряде катионов на катоде в первую очередь будут разряжаться те ионы, у которых. .. (наименьшее, наибольшее) положительное и. .. отрицательное значение потенциала. В растворе находятся катионы (С=1 г-ион/л) натрия, калия, алюминия, золота, серебра, меди, железа, кадмия. На электролизер подано напряжение 3 в. Какова теоретически последовательность осаждения металлов (См. табл. 3.4) [c.126]

Обычно для создания гальванического элемента берут два разных металла, расположенных далеко друг от друга в ряду напряжений (табл. 9.2), чтобы получить возможно большую ЭДС. Однако при конструировании реальных химических источников тока металлы очень высокой химической активности (Ь1, К, Na, Са) использовать нельзя, так как они будут реагировать с водой и другими компонентами окружающей среды и расходоваться непроизводительно. [c.234]

Гальванический элемент можно построить из любой пары металлов, погруженных в растворы их солей. Напряжение на полюсах такого элемента будет тем больше, чем дальше удалены друг от друга оба металла в рассматриваемом нами ряду поэтому он и назван электрохимическим рядом напряжений. [c.127]

Таким образом, при электрохимической коррозии (как в случае контакта разнородных металлов, так и в случае образования микрогальванических элементов на поверхности одного металла) поток электронов направлен от более активного к менее активному металлу (проводнику) и более активный металл корродирует. Скорость коррозии тем больше, чем дальше стоят друг от друга в ряду напряжений металлы, из которых образовалась гальваническая пара. На скорость коррозии влияет и электролит. Чем он сильнее, тем быстрее протекает коррозия. Сильно возрастает коррозия с ростом температуры. [c.197]

Электродвижущая сила гальванического элемента, в котором протекает подобного рода обменная реакция, в первую очередь определяется разностью нормальных потенциалов металлов, из которых состоят его электроды. Чем дальше в электрохимическом ряде напряжений находятся друг от друга оба металла, те.-- больше э. д. с. [c.84]

Ряд напряжений используют при вычислении электродных потенциалов и э.д. с. гальванических элементов. Руководствуясь рядом напряжений, можно ориентировочно определить, какую э. д. с. можно получить, взяв ту или иную гальваническую пару металлов (электродные потенциалы, как показывает расчет, в основном определяются величинами нормальных электродных потенциалов. Влияние концентраций ионов металлов в растворах сказывается в незначительной степени). Например, э. д. с. медно-цинкового элемента будет примерно равна [c.293]

Для того чтобы от гальванического элемента получить возможно большую э. д. с., для гальванической пары нужно выбрать металлы как можно дальше отстоящие друг от друга в ряду напряжений. Например, М — А5, или Д1 — Аи и др. Гальванические пары 8п — РЬ, N1 — Со, Hg — А будут давать ничтожно малую величину э.д.с. [c.293]

Переход металла в раствор, т. е. окисление, неразрывно сопряжен в гальваническом элементе с восстановлением другого металла или металлоида. Поэтому представленная в табл. VII. 1 последовательность есть ряд, в котором сверху вниз уменьшается восстановительная и увеличивается окислительная способность элементов. Этот ряд называется рядом стандартных потенциалов или рядом напряжений. Из него следует, например, что наиболее сильными раскислителями стали являются металлы с наиболее отрицательными значениями , например Са, А1. [c.132]

При термической обработке и особенно при прокатке в металле возникают напряжения. Искаженные участки поверхности металла характеризуются большими величинами свободной энергии и более интенсивно посылают свои ионы в раствор. В таких условиях на поверхности металла может произойти пространственное разделение катодных и анодных участков. Иными словами, возникают своего рода гальванические элементы, которые называются микроэлементами. В отличие от обычных они коротко замкнуты через поверхность металла и работают непрерывно, В стали, например, карбидные включения играют роль катодов, а кристаллики твердого раствора углерода в железе — роль анодов, т. е. на них идет растворение железа. Заметим, что коррозия развивается и на однородных металлических поверхностях. Однако возникновение локальных микроэлементов существенно ускоряет процесс коррозии. [c.273]

В этом случае на поверхности металла возникает множество микроскопических гальванических элементов — микроэлементов и субмикроэлементов, при работе которых растворяется один из компонентов сплава, что приводит к постепенному разрушению поверхностных слоев металла. Электродные потенциалы зависят не только от вида металла, но в меньшей степени и от кристаллической. модификации его, от различных дефектов в решетке кристалла, от напряжения во внутренней структуре. Поэтому все виды неоднородности металла, в том числе и вызываемые такими методами обработки, как ковка, прокат, волочение и пр., могут в той или иной форме и степени влиять на течение коррозионных процессов. Вследствие указанных причин будут возникать химические цепи. [c.455]

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]

Электролиз иногда можно осуществить без наложения внешнего напряжения. Электрический ток в данном случае возникает за счет энергии гальванического элемента, состоящего из платинового катода и анода из металла, подобранного таким образом, чтобы при погружении в исследуемый раствор возникла разность потенциалов. Например, если в раствор Си304 погрузить платиновый и цинковый электроды, то при замыкании цепи медь будет выделяться на платиновом катоде, а цинковый лнод — растворяться [c.180]

В 1940 г. Дикс [24] высказал предположение, что между металлом и анодными включениями (такими, как ннтерметаллид-ная фаза uAlj в сплаве 4 % Си—А1), выпадающими по границам зерен и вдоль плоскостей скольжения, возникают гальванические элементы. Когда сплав, подвергнутый растягивающему напряжению, погружен в коррозионную среду, локальное электрохимическое растворение металла приводит к образованию трещин к тому же растягивающее напряжение разрывает хрупкие оксидные пленки на краях трещины, облегчая таким образом доступ коррозионной среды к новым анодным поверхностям. В подтверждение этого механизма КРН был измерен потенциал на границе зерна металла, который оказался отрицательным или более активным по сравнению с потенциалом тела зерна. Более того, катодная поляризация эффективно препятствует КРН. [c.138]

Позднее эта точка зрения была распространена и на металлы, которые не образуют интерметаллидных соединений, но для которых характерно изменение фаз йли образование сегрегаций легирующих элементов или примесей в вершине трещины в ходе пластической деформации вследствие градиента состава здесь образуются гальванические элементы. Варианты этой теории содержат предположение, что трещины образуются механически и что электрохимическое растворение необходимо только для периодического сдвига барьеров при росте трещины [25]. Но хрупкое разрушение пластичного металла вряд ли возможно в вершине трещины. Кроме того, было показано, что удаление раствора Fe la из трещины, образованной в напряженном монокристалле uaAu, сопровождается релаксацией напряжений в кристалле и —. .в результате —немедленным прекращением растрескивания, сменяющимся пластической деформацией [26]. Аналогичным образом, трещина, распространяющаяся в напряженной нержавеющей стали 18-8, погруженной в кипящий раствор Mg lj, останавли- [c.138]

Величина окислительного потенциала определяется аналогично тему, как это описано для определения места металлов в ряду напряжений (см. 49). Можно приготовить раствор, содержащий как окисленную, так и восстановленнуюформы данного элемента (Аокис.и Авосст,) в равных и довольно больших концентрациях, например М . Тогда процесс (2) может идти в обоих направлениях, и некоторый сдвиг равновесия вследствие присоединения или отдачи электронов не будет существенно изменять концентрации. В такой раствор погружают платиновую проволоку и соединяют ее с водородным электродом в гальванический элемент (рис. 84). Подробное описание водородного электрода см. в 49. [c.349]

Экспериментальные определения показали приблизительное соответствие между рядом величин разностей контактных потенциалов и рядом напряжений. Это привело к заключению о том, что э. д. с. гальванических элементов по своей величине и природе близки к контактным потенциалам. С этой точки зрония гальванический элемент подобен описанному выше элементу, используемому в ионизационном методе определения контактной разности потенциалов. Однако такое утверждение противоречит опытным фактам, показывающим, что э. д. с. элементов зависит от концентрации ионов в растворе, от степени окисления ионов и, наконец, от природы растворителя, в то время как контактная разность потенциалов зависит лишь от природы металлов. [c.249]

Ско сть Мёктрбхимической коррозии зависит 1) от взаимного расположения соприкасающихся металлов в яду напряжений — скорость коррозии тем больше, чем дальше в ряду напряжений стоят друг от друга металлы, из которых образовался гальванический элемент [c.403]