Элемент Даниэля

Уравнение дает возможность вычислить величины AG и Ка по экспериментальным значениям Е и, наоборот, рассчитывать Е, зная термодинамические характеристики химической реакции. Примеры использования уравнения (XIX, 4) будут рассмотрены при описании электрохимических элементов различных типов. В суммарной реакции образования хлористого серебра в электрохимическом элементе участвуют только твердые вещества и газообразный хлор. Термодинамическое состояние их однозначно определяется давлением и температурой. Очень часто в суммарной реакции участвуют растворенные тела (например, в элементе Даниэля — Якоби). Изобарный потенциал реакции в таких случаях зависит не только от р и Т, но и от активностей растворенных веществ, т. е. от концентрации раствора, и величины , найденные экспериментально, можно ис-. [c.529]

Запишем схему элемента Даниэля — Якоби следующим образом [c.522]

Проведем теперь эту же реакцию в гальваническом элементе (рис. 23, б). Для этого погрузим пластинку цинка (один электрод) в раствор сульфата цинка, а пластинку меди (другой электрод) — в раствор сульфата меди. Если соединить оба полуэлемента н-образной трубкой, заполненной токопроводящим раствором, то мы создадим гальванический элемент —источник электродвижущей силы (э. д. с.). Это элемент Даниэля — Якоби. В первом полу-элементе будет происходить растворение цинка с превращением его атомов в ионы, т. е. процесс 2п (к) = 2п2+(р) + 2в- [c.60]

Схематически элемент Даниэля — Якоби можно представить в виде цепи [c.203]

Конструкция элемента Даниэля такова, что не позволяет предполагать химическую природу возникновения в нем электрического тока. Действительно, химические взаимодействия между металлическими медью и цинком и растворами их сульфатов полностью исключаются.-Тогда, почему же при прохождении тока через приемник, подключенный к гальваническому элементу, изменяются массы электродов И не происходит этого в неработающем элементе [c.234]

Любая гальваническая цйяь в целом никогда не находится 1) равновесии. В необратимом элементе обычно возможно протекание химической реакции и при разомкнутой внешней цепи (реакция 2п + Н2504 в элементе Вольта). Но и обратимая (в указанном выше смысле) цепь в целом далека от термодинамического равновесия. Если такую цепь замкнуть на конечное сопротивление и предоставить самой себе, то во внешней цепи возникает электрический ток измеримой силы, т. е. цепь совершает работу, необратимо приближаясь к равновесию. Разомкнутая цепь только временно сохраняется почти неизменной. Например, в разомкнутом элементе Даниэля — Якоби происходит диффузия ионов Си2+ через раствор к цинковому электроду при соприкосновении цинкового электрода с ионами меди происходит необратимая (без совершения работы) реакция вытеснения ионов Сц2+ из раствора металлическим цинком, т. е. та же реакция, которая служит источником тока при работе с лемента. [c.519]

Левый электрод — отрицательный полюс элемента — обратим ио отношению к ионам цинка, а правый — положительный полюс элемента—по отношению к ионам меди. Э д. с. элемента Даниэля —Якоби зависит поэтому от отношения активностей ионов меди и цинка [c.203]

Название электродов типа Ре +, Pe +lPt и элементов с такими электродами окислительно-восстановительными понятно из всего выше сказанного. Однако следует подчеркнуть, что всякая электрохимическая реакция включает выделение или потребление электронов и является окислительно-восстановительной на электродах ионы всегда изменяют заряд. Так, в элементе Даниэля — Якоби [c.554]

Электрохимические элементы. Элемент Даниэля, водородный электрод, сухой элемент, свинцовый аккумулятор, электролитические элементы. [c.156]

Подобно тому как величину А0° реакции можно вычислить путем алгебраического суммирования значений А0° образования реагентов, воспользовавшись для этого уравнением (2.23), так и величину Е° можно рассчитать по разности стандартных электродных (окислительно-восстановительных) потенциа-лов ф°. Так, для реакции в элементе Даниэля — Якоби [c.192]

Опыт 54. Электрохимический элемент Даниэля [c.124]

Одновременно с этим велись исследования и в области теории гальванических процессов. В 1833—1834 г. Фарадей (1791—1867) установил количественные законы электролиза и ввел специальную терминологию, сохранившуюся почти без изменений по сей день. В 1836 г. английский ученый и изобретатель Д. Ф. Даниэль (1790—1845) создал впервые устойчиво работающий гальванический источник электрического тока — элемент Даниэля , и с его помощью проводил наблюдения, позволившие вплотную подойти к разгадке теории гальванического элемента. [c.233]

Цинк-медный элемент элемент Даниэля [c.164]

Элемент Даниэля представляет собой сосуд, разделенный пористой перегородкой на два отсека (рис. V. ). В одном из них находится раствор сульфата меди с погруженной в него медной пластиной, которая является положительным электродом элемента. В другом находится раствор сульфата цинка, в который погружена цинковая-пластина, являющаяся отрицательным электродом. Пористая перегородка препятствует смешению растворов, сохраняя при этом ионную электрическую проводимость в элементе. Даниэль наблюдал, что при работе элемента (прн подключении к нему какого-либо приемника электрической энергии или при замыкании электродов металлическим проводником тока) масса цинковой пластины убывает, а масса медной — увеличивается за счет осаждения на ее поверхности металлической медн. [c.234]

Очевидно, только цепи проводников, включающие хотя бы один проводник второго рода, являются электрохимическими 1лементами (или электрохимическими цепями элементов). Примером электрохимического элемента может служить упомянутый уже элемент Даниэля—Якоби. [c.521]

Сумма двух первых электрохимических реакций представляет собой реакцию 2п—Си в элементе Даниэля, и сумма потенциалов двух первых элементов дает потенциал элемента Даниэля. (Позже мы сделаем дополнительные выводы из подобных наблюдений.) Символ указывает стан- [c.166]

Реакция в элементе Даниэля [c.173]

Си I Си" (0,01 М) II Си (0,10 М) I Си Элемент Даниэля (с молярностями ионных растворов х и у) [c.183]

Полученное значение практически совпадает с измеренной величиной эдс элемента Даниэля. [c.38]

Рассмотрим элемент, состоящий из цинкового и медного электродов, погруженных в растворы ZnSOi и USO4, соответственно (элемент Даниэля). Пусть внешняя цепь включает переменное сопротивление R, вольтметр V и амперметр А (рис. 4.1). Разность потенциалов (э. д. с.) между цинковым и медным электродами в отсутствие тока близка к 1 В. Если теперь, подобрав соответствующее сопротивление R, обеспечить протекание во внешней цепи небольшого тока, то измеряемая разность потенциалов станет меньше 1 В вследствие поляризации обоих электродов. По мере роста тока напряжение падает. Наконец, при коротком замыкании разность потенциалов между медным и цинковым электродами приближается к нулю. Влияние силы тока в цепи на напряжение элемента Даниэля можно графически изобразить с помощью поляризационной диаграммы, представляющей собой зависимость потенциалов Е медного и цинкового электродов от полного тока I (рис. 4.2). Способ определения этих потенциалов будет пояснен в разделе 4.3. Символами Ezn и Еси обозначены так называемые потенциалы разомкнутого элемента, отвечающие отсутствию тока в цепи. Поляризации цинкового электрода отвечает кривая ab , медного — кривая def. При силе тока, равной / , поляризация цинка в вольтах определяется как разность между [c.47]

Рис. V. . Схема действия элемента Даниэля.

Созданный в 1836 г. элемент Даниэля (такой же элемент был создан в 1840 г. Якоби) стал тем инструментом , который позволил окончательно решить вопрос о причине возникновения электрического тока в гальваническом элементе. Благодаря простоте исполнения, его и сегодня успешно применяют для решения многих задач электрохимии. [c.234]

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]

Но согласно второму закону термодинамики, система будет стремиться восстановить прежнее равновесное состояние. Поэтому на электродах сразу же начинаются химические процессы. Уменьшение электростатического потенциала 2п-электрода приведет к ослаблению удерживающих сил и превосходству сил уноса катионов с него в раствор. Вследствие этого катионы начнут покидать 2п-электрод, оставляя на нем свои электроны. Электрический заряд его при этом будет увеличиваться, а электростатический потенциал ф2п — возрастать, стремясь к электродному потенциалу фгп- Одновременно с этим увеличение электростатического потенциала Си-электрода приведет к превосходству удерживающих сил над силами уноса катионов с Си-электрода. В результате будет происходить диффузия катионов из раствора к поверхности электрода, где они будут присоединять к себе часть избыточных электронов. Электрический заряд Си-электрода при этом будет уменьшаться, а электростатический потенциал фси — убывать, стремясь к электродному потенциалу фси- Иными словами, при замыкании электродов элемента Даниэля [c.238]

З.2. Сложные химические цепи. Примерами сложных химических цепей являются первичные элементы Даниэля — Якоби и Лек-ланше. [c.203]

Рассмотрим некоторую обратимую гальваническую пару, например, элемент Даниэля, подключенную встречно (одноименными полюсами) к какому-либо источнику постоянного электрического тока Ак. Здесь возможно три варианта напряжение меньше э. д. с. гальванической пары ( /д < Е) /д = Е к Оаи > Е. [c.247]

Дальнейшее проведение опыта А. Обе пластинки (медную и цинковую) после споласкивания в дистиллированной воде и спирте высущивают, а потом тщательно взвешивают на технохимических весах с точностью до 0,01 г. Пос.яе этого элемент Даниэля вновь собирают, замыкают его накоротко и примерно через 30 мин снова вынимают электроды, ополаскивают их сначала дистиллированной водой, а потом спиртом, высушивают и опять взвешивают. [c.125]

Результат опыта. Электродвижущая сила элемента Даниэля по сравнению с предыдущим опытом практически остается неизменной, примерно 1,1 В. [c.125]

I. У. Элемент Даниэля-Якоби (элемент с переносом (растворы элск-1Р0ЛИТ0В - разные)) [c.117]

Элементы с жидким наполнением трудно или вообще невозможно использовать в движении. (Представьте себе устройство для фотовспышки, питаемое от элемента Даниэля ) На рис. 19-6 схематически показано устройство сухого элемента, очень удобного в таких ситуациях, потому что его компонентами являются твердые вещества или влажные пасты, помещенные в плотно закрывающую их оболочку. Роль анода играет цинковая оболочка самого элемента. Вокруг угольного стержня, являющегося катодом, расположена паста, состоящая из МпОг, NH4 I и HjO. На аноде происходит окисление цинка в ионы Zn , а на катоде-восстановление MnOj в Мп(Ш), образующий смесь нескольких соединений. Если элемент используется очень интенсивно, аммиак, выделяющийся при катодной реакции, образует изолирующий слой газа вокруг угольного стержня, что приводит к снижению тока от элемента. При медленном использовании ионы цинка диффундируют от анода по направлению к катоду и соединяются там с аммиаком, образуя комплексные ионы типа Zn(NH3)4 . Вот почему кажущиеся израсходованными батареи для фотовспышки после продолжительного отдыха иногда восстанавливают рабочее состояние. [c.168]

В данном примере речь идет об элементе Даниэля, и нам уже известен ответ анодом является цинковый электрод. Но допустим, что заранее это неизвестно, и представим (ощибочно), что анодом является медный электрод. Предполагаемые полуреакция описываются уравнениями [c.179]

Простейшим гальваническим элементом является элемент Даниэля, состоящий из цинкового электрода (анод), погруженного в раствор сернокислого цинка 2п504, и медного электрода (катод), погруженного в раствор сернокислой меди Си304. Оба раствора разделены цилиндром из пористого материала. [c.35]

Как устроен элемент Даниэля и чем объясняется создаваемое им электрическое напряжение Почему этот элемент нельзя использовать для питания фотовспышки или электроавтомобиля [c.195]

Почему сухой элемент более пригоден для питания фотовспышки и электроавтомобиля, чем элемент Даниэля Какие химические реакции протекают в сухом элементе Какая из этих реакций приводит к образованию электронов, а какая к их поглощению Какая реакция происходит на аноде, а какая-на катоде [c.195]

Действие элемента Даниэля основано на том, что с поверхности цинка в раствор переходят ионы цинка (реакция окисления). При этом по внешнему проводнику электроны от цинка перетекают к меди, где они взаимодействуют с иопамп меди Си + из раствора, находящимися в соприкосновении с поверхностью меди, и нейтрализуют их (реакция восстановления). Вследствие разности потенциалов между " полюсами элемента, при- [c.36]

Ответить на эти и другие подобные вопросы удалось лишь в конце XIX в. Хотя элемент Даниэля и не разрешил основные проблемы теории гальванического элемента, но он стал основой для многих исследований в электрохимии, поскольку позволил конкретизировать ряд проблемных вопросов и спланиррВать пути их решения, [c.234]

Проведение опыта Б. Собирают элемент Даниэля так же, как и в опыте А, только вместо 1 М растворов ZnS04 и USO4 берут 0,1 М и измеряют э. д. с. элемента с помощью вольтметра или же компенсационной установки. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология