Элементы гальванические гальванические элементы

Если элементы обратимого гальванического элемента с потенциалами в разомкнутом состоянии (Уа)обр и (Ук)сбр и сопротивлением электролита между ними в цепи R замкнуть и измерить установившееся значение силы генерируемого тока /, то оказывается, что эта сила тока значительно меньше рассчитанной по закону Ома, т. е. [c.192]

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]

Сначала подключают положительный полюс нормального гальванического элемента Вестона к той же клемме, к которой подключен положительный полюс исследуемого элемента, и определяют на измерительном сопротивлении аЬ точку л ы, отвечающую падению напряжения на участке axt , равному э. д. с. элемента Вестона. Затем после подключения исследуемого элемента определяют точку X, отвечающую отсутствию тока в цепи, и вычисляют [c.146]

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]

Наряду с химическими известны гальванические цепи, в которых электрическая энергия возникает не за счет процесса окисления одного металла и восстановления другого, а за счет разницы концентраций растворов, в которые опущен один и тот же металл. Такие гальванические элементы (цепи), в которых электрическая энергия получается не за счет химического процесса, а за счет выравнивания концентраций, называются концентрационными. В опыте 56 демонстрируются основные свойства этих элементов. [c.121]

При долгой работе гальванического элемента Даниэля (опыт Е) в силу протекающей в нем химической реакции происходит уменьшение концентрации (активности) ионов меди в растворе и увеличение концентрации (активности) ионов цинка. За счет изменения соотношения концентраций этих ионов и происходит уменьшение э. д. с. элемента Даниэля. Другими словами, по мере работы элемента выражение (lg принимает все более отрицательное значение, поэтому и суммарное значение Е уменьшается. Чем большее время работал гальванический элемент, тем меньшее значение э. д. с. будет на его клеммах. [c.128]

Концентрационные элементы второго рода составлены из двух качественно одинаковых полуэлементов — электродов любого рода, отличающихся друг от друга активностью иона, относительно которого электрод обратим. Различают катионные и анионные концентрационные элементы. Катионный гальванический элемент, составленный из полуэлементов — металлических электродов первого рода, в котором практически отсутствует диффузионный потенциал, записывают по схеме [c.134]

Измерение ЭДС гальванического элемента производят при условии отсутствия тока в цепи. Если позволить току протекать через внешнюю цепь, то внутри элемента будет проходить реакция, в результате которой концентрации ионов изменятся, а поэтому изменится ЭДС. Следовательно, ЭДС элемента должна измеряться при постоянном заданном составе раствора. Для ее измерения используют высокоомный вольтметр (см. 11.2). Благодаря большому внутреннему сопротивлению вольтметра через него проходит ничтожно малый ток, поэтому система практически не изменяется и находится в термодинамическом равновесии. Однако наибольшее применение в практике нашел компенсационный метод измерения ЭДС. Он основан на включении во внешнюю цепь источника тока, который может уравновесить (скомпенсировать) ЭДС исследуемого элемента. [c.183]

Соединение электродов металлическим проводником приводит к возникновению электрического тока. Следовательно, в этой системе возникает электродвижущая сила — ЭДС элемента. 3)та ЭДС способна совершать работу по переносу электрона по металлическому проводнику (а следовательно, и любые виды работы, в которые можно преобразовать энергию электрического тока) за счет химической реакции окисления — восстановления. Таким образом, гальванический элемент представляет собой устройство, в котором уменьшение термодинамического потенциала в результате окислительно-восстановительной реакции преобразуется в энергию электрического тока. [c.294]

Термодинамика гальванических элементов. Гальванические влементы широко используются для определения изменения свободной энергии Гиббса электрохимической реакции. Это связано с тем, что многие реакции в гальванических элементах протекают обратимо при постоянных температуре и давлении. Работа, совершаемая элементом в этих условиях, представляет максимальную полезную работу и равна произведению его ЭДС Е на количество прошедшего электричества ПеР, где Р = =96487,0 Кл/моль (число Фарадея), Ле —заряд иона, т. е. [c.252]

Заметим, что максимальная величина э.д.с. гальванической цепи не может быть измерена простым включением гальванометра. Величины э. д. с., находимые таким способом, всегда меньше максимальной э. д. с. Основные причины омическое сопротивление внутренней цепи и поляризация электродов. Электродвижущую силу гальванических элементов измеряют специальными методами. [c.322]

Окисленная и восстановленная формы окислителя образуют один полуэлемент (окислительный), а восстановленная и окисленная формы восстановителя образуют второй полу-элемент (восстановительный) гальванического элемента. [c.240]

Как известно из курса физики, гальванические элементы являются источниками электрического тока. Их можно построить из любой пары металлов, опущенных в растворы их солей. Очевидно, чем больше разность стандартных электродных потенциалов у двух металлов, тем большая ЭДС у гальванического элемента, построенного из них. [c.159]

Необходимую для работы гальванического элемента разность потенциалов можно создать, используя один и тот же раствор разной концентрации и одинаковые электроды. В этом случае гальванический элемент называется концентрационным, а работает он за счет выравнивания концентраций растворов. Такие элементы находят применение при измерении концентраций ионов в растворе. Примером концентрационного элемента может служить элемент, составленный из двух водородных электродов [c.203]

На рис. 90 схематически показано изменение потенциалов гальванического элемента, от которого за счет изменения омического сопротивления отбираются токи различной величины, начиная от нуля (при бесконечно большом сопротивлении) до некоторой максимальной величины (когда омическое сопротивление равно нулю). Вследствие таких изменений разность потенциалов электродов гальванического элемента по мере того как сила протекающего тока возрастает будет непрерывно понижаться. Следовательно, работа переноса электрических зарядов с одного электрода на другой уменьшается. Э. д. с. элемента все в большей степени будет тратиться на поляризацию. В пределе, когда омическое сопротивление уменьшается до нуля, потенциалы анода и катода становятся равными, электрическая работа такого элемента стремится к нулю и э. д. с. гальванического элемента полностью расходуется на преодоление поляризации электродов. Сила тока в этом случае достигает максимального значения (т. е. химическая работа в данных условиях необратимости достигает максимального значения). [c.156]

В некомпенсационном методе применяют измерительные приборы, имеющие очень высокое электрическое сопротивление. Для этой цели пригодны электронные лампы, сопротивление между сеткой и катодом которых огромно (порядка 10 Ом). Если между сеткой и катодом подключить гальванический элемент, сила тока в цепи ничтожна (порядка 10 — 10 А). Это значит, что электрохимические равновесия практически не нарушаются. В то же время анодный ток электронной лампы пропорционален ЭДС гальванического элемента. В случае необходимости этот ток можно еще усилить и потом измерить. Шкалу измерительного прибора при этом не обязательно градуировать в вольтах, — можно также пользоваться единицами pH, рМе и т.п., которые пропорциональны ЭДС гальванического элемента. [c.269]

Если заменить нормальный элемент испытуемым гальваническим элементом, то, чтобы стрелка гальванометра снова установилась на нулевом делении, нужно передвинуть контакт по проволоке. Если для этого контакт надо сдвинуть до точки Си то [c.64]

Для гальванических элементов, служащих в качестве эталонов, при электрических измерениях подбирают такие реакции, в которых Q весьма мало и 6Е/АТ близко к нулю. Так, зависимость э. д. с. от температуры широко используемого стандартного элемента Вестона выражается уравнением [c.212]

Топливные элементы. Разновидностью гальванических элементов являются топливные элементы. В этих элементах электрическая энергия образуется за счет реакции окисления топлива (например, водорода). Окислитель и восстановитель (топливо) непрерывно подаются в систему извне. [c.208]

Электродвижущая сила такого гальванического элемента, 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, тем больше э.д. с. гальванического элемента. [c.37]

Гальванические эффекты. При наличии электрического контакта титана с такими обычными металлами, как сталь или алюминий, может происходить локальная коррозия анодного элемента этой гальванической пары. Разрущение наблюдается непосредственно в месте соединения или около него и протекает в периоды, когда на поверхности металла присутствует влажная солевая пленка. Соединение титана с медью несколько усиливает коррозию меди. В гальванической паре с нержавеющей сталью влияние титана минимально. Данные о коррозии гальванопар представлены в табл. 46. [c.117]

Для описания гальванических элементов применяется условная запись, в соответствии с которой сначала указывается материал одного из электродов (отрицательного), далее - раствор, в который помещен этот электрод, и, наконец, материал другого электрода (положительного). В такой записи электроды отделяются от раствора сплошной вертикальной линией, а растворы разделяются либо двумя вертикальными линиями, когда считают, что на границе растворов нет скачка потенциала, либо пунктирной линией, когда таким скачком нельзя пренебречь. Так, медноцинковый элемент может быть записан следующим образом [c.56]

Изменения изобарного потенциала для реакций, протекающих в гальванических элементах, можно сразу рассчитать по измеренным равновесным значениям э, д, с. Если э, д. с, гальванического элемента точно уравновешена по отношению к внешнему напряжению, так что не происходит ни зарядка, ни разрядка элемента, и если представить, что через элемент переносится бесконечно малое количество электричества, то обратимая электрическая работа при постоянных температуре и давлении (т. е. изменение изобарного потенциала) будет равна произведению напряжения и количества электричества. Количество электрических зарядов, соответствующее мольным величинам, входящим в уравнение химической реакции, равно гР, где 2 — число зарядов, которые участвуют в реакции, протекающей в элементе, а Р — число Фарадея (96485 Кл/моль). Когда реакция протекает самопроизвольно в соответствии с написанным уравнением, она сопровождается переносом заряда, равного гР. Если это количество электричества переносится при разности потенциалов Е вольт, то производится работа, равная гРЕ. Поскольку перенос заряда не сопровождается изменением объема и происходит при постоянной температуре, изменение изобарного потенциала равно [c.187]

Гальванические (первичные) элементы. В гальванических элементах (ГЭ) происходит преобразование химической энергии в электрическую. Окислитель и восстановитель входят в состав электродов, которые расходуются в процессе работы элемента. В качестве примера можно привести следующую электрохимическую систему элементов [c.7]

Топливным элементом является гальванический элемент, в котором изменение свободной энтальпии при химической реакции обычных реагентов непосредственно преобразуется [c.51]

Чтобы измерить разность потенциалов между индикаторным и стандартным электродами, отключают цепь с нормальным элементом измеряемый гальванический элемент вместе с гальванометром — так называемую малую цепь — присоединяют к сопротивлениям III—VII. На рис. 140, б показана схема присоединения [c.301]

Загрязнение стеклянного электрода в промышленных установках является обычным источником забот. Решение этой проблемы часто требует большой изобретательности. В бумажном производстве выгодна высокая скорость потока с направлением последнего непосредственно на стеклянный электрод. Мягкое действие бумажной пульпы очищает поверхность стекла. Предложено автоматическое очищающее устройство. Эффективно также периодическое автоматическое промывание проточного гальванического элемента разбавленным раствором кислоты. Чувствительность и точность работы элемента заметно ухудшается при наличии в растворе маслянистых веществ и смол. Для получения удовлетворительных результатов иногда приходится фильтровать раствор до его поступления в гальванический элемент. Удаление твердых частиц с электродов может быть достигнуто путем добавления небольшого количества какого-либо моющего средства или нанесения на электрод водоотталкивающего силиконового покрытия. [c.364]

Электрический ток, протекающий по внешней цепи гальванического элемента, может производить полезную работу. Но работа, которую можно выполнить за счет энергии химической реакции, зависит от ее скорости она максимальна при бесконечно медленном— обратимом — проведении реакции (см. 67). Следовательно, работа, которую можно произвести за счет реакции, протекающей в гальваническом элементе, зависит от величины отбираемого от него тока. Если, увеличивая сопротивление внешие( цепи, уменьшать ток до бесконечно малого значения, то и скорость реакции в элементе тоже будет бесконечно малой, а работа—максимальной. Теплота, выделяемая во внутренней цепи элемента, будет при этом, наоборот, минимальна. [c.275]

Мярганцово-цинковые элементы не содержат в себе раствора в обычном понимании этого слова. Необходимый для х работы раствор NH4 I в одних конструкциях имеет консистенцию пасты, в других им пропитан пористый картон, помещаемый между электродами. Поэтому эти гальванические элементы носят условное название сухих элементов. [c.622]

Для определения стандартного потенциала какого-лйбо металла можно воспользоваться гальваническим элементом — системой из двух электродов, одним из которых служит нормальный водородный электрод, а другим — электрод испытуемого металла, погруженный в раствор его соли с активностью катиона 1 моль л . Электродвижущая сила такого гальванического элемента характеризует окислительно-восстановительную способность металла относительно стандартного водородного электрода и представляет собой, таким образом, его стандартный потенциал. [c.159]

Пользуясь законами электрохимии, можно конструировать и создавать гальванические элементы и батареи, позволяющие получать электрическую энергию в небольщих количествах в нужном месте, а также использовать электрическую энергию для проведения желаемых химических реакций. Примерами таких процессов являются электроосаждение и рафинирование меди. Электрохимические реакщш могут также использоваться в целях предотвращения коррозии металлов с низкими восстановительными потенциалами. Однако пока еще не удалось создать дешевой и легкой аккумуляторной батареи с большой плотностью энергии, а также электрохимических топливных элементов, работающих на широко доступных веществах. [c.195]

Электрическая энергия, получаемая в гальваническом элементе, есть результат непосредственного преобразования химической энергии в энергию электрического тока. Поскольку химическая энергия любого веш,ества выражается энергией Гиббса данной. массы вещества, энергия электрического тока, получаемого в ре- чультате работы гальванического элемента, В1>фазится величиной изменения энергии Гиббса при суммарной реакции, осуществляемой в гальваническом элементе. В данном случае, т. е. для работы медио-цинкового элемента, энергия получаемого в гальваническом элеме ггк электрического тока равна изменению энергии Гиббса в реакции [c.204]

К гальваническим элементам с переносом иопов относят те, у которых в непосредственном контакте находятся растворы разных электролитов или одинаковых электролитов с различной концентрацией. На жидкостной границе между полуэлемен-тами возникает диффузионный потенциал, папример в элементе ( — )2п 2п2+, aq u2+, aq Сы( + ) [c.135]

Источник постоянного тока (см. рис. 28) следует включать рубильником Р, а затем ключом К включать нормальный элемент или гальванический элемент, э. д. с. которого измеряется. Выключать в обратном порядке. Если при измерении э. д. с. любым потенциометром отсутствует компенсация, нужно проверить правильность сборки измерительной установки по схеме (см. рис. 28) включения полюсов испытуемого элемента и источника тока, а также контакты. Колебания в параллельных измерениях указывают на плохой контакт в главной цепи (цепи источника тока). При отсутствии тока в боковой цепи проверить все контакты и состояние проводников. Нельзя, чтобы в стеклянных шлифах для контакта и в электролитическом мосте были воздушные пузыри. Клеммы на металлических пластинках электродов не должны касаться растворов. Необходимо систематически проверять напряжение источника тока и проводить калибровку потенциометра. Подключать исследуемый гальванический элемент и нормальный элемент ключом к потенциометру следует только на время измерения э. д. с. и на очень малые промежутки времени, чтобы исключить поляризационные явления и изменение концентрации ионов в растворах за счет работы элемента. Для уменьшеция диффузии ионов из одного полуэлемента в другой их соединяют электролитическим мостом, только перед измерением э. д. с. Хранят мосты в насыщенном растворе соли. Электроды и гальванические элементы собирают в стеклянных сосудах, формы которых описаны в работах. [c.142]

В электролитической ванне (электролизере, электролитической ячейке) под влиянием приложенного внешнего электрического поля и в замкиутом гальваническом элементе нарушается равновесие, изменяются электрические характеристики системы. Катод (анод) и раствор электролита обмениваются заряженными частицами. Частные токи, отвечающие анодному и катодному процессам, не равны току обмена — количеству электричества, проходящему в е(Диницу времени в условиях равновесия от раствора к электроду и обратно. Состав системы количественно и во многих случаях качественно изменяется. Плотность заряда двойного электрического слоя и потенциалы электродов не равны равновесным значениям и зависят не только от активности веществ, участвующих в электрохимическом процессе, температуры и давления, 1Но и от силы тока. Напряжение на электролизере лри данном токе больше, чем равновесная э. д. с. гальвап ического элемента, в котором осуществляется обратная электрохимическая реакция. В замкнутом, генерирующем ток гальваническом элементе (аккумуляторе) напряжение на клеммах меньше, чем равновесная э. д. с. Если система под током достигает стационарного состояния, не зависящего от времени, то неравновесные потенциалы устанавливаются и принимают стационарные значения. Оцениваются эти поляризационные явлеиня поляризацией электродов и э. д. с. поляризации. [c.200]

Если привести в соприкосновение два раствора одного и того же электролита, но с различными концентрациями, то возникнет самопроизвольный процесс их выравнивания. Он, очевидно, должен соттровождаться уменьшением свободной энергии и поэтому может быть источником э. д. с. Гальванические элементы, в которых осуществляются такие процессы, называются концентрационными. Как среди химических, так и среди концентрационных различают элементы без переноса и с переносом. В элементах без переноса не происходит непосредственного переноса электролита из одного раствора в другой, так как в них не бывает двух соприкасающихся растворов, на границе между которыми может происходить диффузионный процесс, изменяющий э. д. с. элемента. Примером химического элемента без переноса является элемент с двумя газовыми электродами и одним электролитом [c.173]

Реакции же восстановления цинка соответствовала бы гальваническая цепь с обратной последовательностью электродов, а именно Р1, На НС11 2пС121 2п, отвечающая отрицательному значению э. д. с. Таким образом, согласно приведенному условию, стандартный потенциал цинка, равный э. д. с. указанного гальванического элемента, отрицателен Е° = —0,763 В). [c.180]

Реакции, протекающие в гальванических элементах являются окислительно-восстановительными. В рассматриваемом случае окисляется цинк, который теряет электроны, а восстанавливается медь, приобретающая электроны. Вообще любая окислительно-восстановительная реакция может быть использована для получения электрического тока с помощью гальванического элемента. Как упоминалось, такой реакцией можсг быть горение любого вида топлива. [c.208]

В гомогенных окислительно-восстановительных системах ВФ и ОФ находятся в одной фазе. В этих случаях при составлении гальванических цепей в растворы, находящиеся в полуэлементах, вводятся инертные электроды (платиновые). Электродные потенциалы таких систем называют oки литeльнo-вo тaнoвитeльиы п пли редокс-по-тенциалзАш. Их стандартные значения также находятся по водородному электроду. Работа гальванических элементов, составленных из двух гомогенных систем, может быть выражена в общем виде схемой [c.256]

Химические источники тока. Электролиз. Редокс-элементы с активными или инертными электродами могут служйть химическими источниками тока. При работе этих источников энергия химической реакции непосредственно превращается в электрическую в соответствии с (VII.23). Химические источники тока подразделяются на аккумуляторы и гальванические элементы. Последние допускают лишь однократное использование, поскольку один из электродов (например, цинк в элементе Даниэля—Якоби) необратимо расходуется. Аккумуляторы можно использовать многократно, так как их работоспособность может быть восстановлена при пропускании тока в обратном направлении от внешнего источника. [c.181]

Концентрационными элементами назьшаются гальванические элементы, состоящие из двух одинаковых электродов, помещенньк в раство- [c.58]

Приближение Стрелова могло бы привести к созданию универсальной ш калы кислотности для всех растворителей, основанной на величинах разности потенциалов водородного электрода, определяемых в гальванич еских элементах без переноса. Тем не менее, пока слишком рано говорить о возможности уменьшений неопределенности при установлении точек отнесения в различных растворителях (расхождение составляет около 10 мв или 0,17 ед. pH). Э. д. с. гальванического элемента, составленного из водородного и ферроцен-феррициниевого электродов измерено в водных растворах серной кислоты, и произведено сравнение кислотности с величиной Яо для этого раствора [57]. Соответствующие данные приведены на стр. 192. [c.173]