Химические источники тока Гальванические элементы — это

Химические источники тока
Гальванические элементы — это такие устройства, в которых химическая энергия переходит
в электрическую.
Электрохимический ряд напряжений металлов.
Электрод — это металлическая пластина(проводник первого рода), опущенная в раствор
соли этого металла(проводник второго рода).
Zn 0−2 ̄e →Zn +2
2+
0
Cu +2 ̄e →Cu
0
Zn +Cu
2+
→ Zn
+2
+Cu
0
По определению анод окисляется(растворяется)
На катоде происходит восстановление катионов.
Анодом является тот электрон, который имеет меньшее значение стандартного электронного
потенциала.
анод
(-)
Zn
|
ZnSO 4
Схема гальванического элемента
катод
( ZnCl 2 , Zn(NO 3 )2 || CuSO 4 | Cu
(+)
(-) - означает, что ̄e бегут к меди
Гальванический элемент перестает работать, когда пластина полностью растворяется в
растворе.
Стандартные электронные потенциалы.
(стандартные водородный электрод)
ЭДС =Eкатод −Eфнод
ЭДС =0.34−(−0.76)=1
Влияние концентрации электролита на значение электронного потенциала.
Уравнение Нернста
E=E 0 +
0.059
lgC
n
n — количество отданных или принятых электронов.
C — концентрация электронов (моль / л)
Задание:
1. Гальванический элемент состоит из серебряного электрода, погруженного в раствор
AgNO 3 с концентрацией 1 М , и стандартного водородного электрода. Написать
уравнения электродных процессов и суммарной реакций, вычислить ЭДС.
H2
| H 2 SO 4 |
Pt (H 2 ) | (H + ) |
0
+
1
H 2 −2 ̄
e →2 H 0
+
0
2
Ag +1 ̄e → Ag
H 20+ 2Ag + =2H + +2Ag 0
ЭДС =0.80 — 0=0.80 В
AgNO 3 | Ag( + )
2. Гальванический элемент составлен из стандартного цинкового электрода, и
хромового электрода, погруженных в раствор соли Cr 3+ . При какой концентрации
Cr 3+ ЭДС этого электролита равен 0.
0.06
−0.76=−0.74+
lgC
3
−0.02=0.02 lgC
−1=lg C
C=10−1
3. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном и которых медь служила
бы катодом, а в другом — анодом. Написать уравнение реакции и вычислить
стандартный ЭДС.
(-) Cu | CuSO5 | AgNO 3 | Ag
анод
катод
Cu− −2 ̄e →Cu+2 1
Ag + −1 ̄e → Ag0 2
Cu 0+ 2Ag + =Cu 2+ +2Ag 0
ЭДС =0.80−0.34=0.46
(+)