МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів Контакти
Тлумачний словник |
|
|||||||
Гальванічний елементКорозія та захист металів Електроліз Ряд електрохімічних потенціалів металів Електродні потенціали Гальванічний елемент Література
/1/ - Романова Н. В. Загальна та неорганічна хімія. – К.: Ірпінь, ВТФ «Перун», 2002. – 480 с. (Розділ 10. § 10.2-10.4).
/2/ - Глинка Н. Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1987. – 704 с. (Глава ІХ. § 98-103).
Характерною властивістю металів є їх здатність лише віддавати електрони. тобто вільні метали можуть виступати тільки в ролі відновників. Здатність металів до утворення вільних позитивно заряджених йонів яскраво виявляється в реакціях витіснення металів з їхніх солей іншими, активнішими металами або під час взаємодії з кислотами-неокисниками. Наприклад, під час взаємодії цинку з хлоридною або розбавленою сульфатною кислотою відбувається окисно-відновна реакція витіснення Гідрогену цинком. Здатність різних металів віддавати електрони оцінюють за реакціями витіснення цих металів з їхніх солей іншими металами. Так, якщо цинкову пластинку занурити в розчин купрум сульфату, то відбудеться окисно-відновна реакція
Zn + Сu2+ = Сu↓ + Zn2+.
Рис. 5.Схема мідно-цинкового гальванічного елемента Ця реакція відбувається, наприклад, у гальванічному елементі, в якому цинкова пластинка (один електрод) занурена у розчин цинк сульфату, а мідна (другий електрод) — у розчин купрум(ІІ) сульфату. Сполучивши цинковий та мідний електроди з гальванометром і з’єднавши розчини U-подібною трубкою, заповненою розчином електроліту КNO3, дістають гальванічний елемент (елемент Якобі-Даніеля, рис. 5). Після встановлення у гальванічному колі контакту стрілка гальванометра відхиляється у напрямку до мідного електрода. Це свідчить про те, що під час роботи гальванічного елемента електрони рухаються від цинкового електрода до мідного. Гальванічний елемент — це прилад, що служить для перетворення хімічної енергії окисно-відновної реакції на електричну. У гальванічному елементі електрони переходять від відновника до окисника не безпосередньо, а по провіднику електричного струму — по зовнішньому колу. Цей напрямлений потік електронів і є електричним струмом. На цинковому електроді елемента Якобі-Даніеля відбувається розчинення цинку з перетворенням його атомів на йони, тобто процес окиснення:
Znº – 2еˉ = Zn2+,
а вивільнені електрони по провіднику переходять на мідний електрод, де відбувається розряджання катіонів Купруму (процес відновлення), що супроводжується виділенням металічної міді:
Сu2+ + 2еˉ = Сuº↓.
Сумарне рівняння реакції, внаслідок якої у колі виникає електричний струм, матиме вигляд:
Znº + Сu2+ = Zn2+ + Сuº↓,
або в молекулярній формі:
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4.
Схематично гальванічний елемент Якобі-Даніеля зображують так:
,
або (–) Zn| ZnSO4 || CuSO4| Cu (+).
Із схеми видно, що в розчині катіони Zn2+ і Сu2+ переміщуються від цинкового електрода до мідного, а аніони SO42ˉ — у зворотному напрямку. Електрод, на якому відбувається процес окиснення, називається анодом, а електрод, на якому відбувається процес відновлення, — катодом. У мідно-цинковому елементі анодом є цинковий електрод, а катодом — мідний. Електричний струм, що проходить по зовнішньому колу гальванічного елемента, здатний виконувати певну корисну роботу. Величина роботи, яку можна виконати внаслідок перетворення хімічної енергії окисно-відновної реакції, що відбувається в гальванічному елементі, залежить від величини струму, який виникає в цьому елементі. Електрорушійною силою гальванічного елемента Е° називається максимальне значення напруги гальванічного елемента, що відповідає перебігу реакції в прямому і зворотному напрямках. Електрорушійна сила гальванічного елемента дорівнює різниці потенціалів між його електродами. Величину Е° можна обчислити за різницею стандартних електродних (окисно-відновних) потенціалів φ°. Так, для реакції, що відбувається в елементі Якобі—Даніеля, Е° = φ°Cu – φ°Zn.
Для обчислення Е від величини потенціалу катода слід відняти величину потенціалу анода. В гальванічному елементі, як уже зазначалось, катодом є позитивно заряджений електрод, анодом — негативно заряджений (під час електролізу — навпаки). Якщо стандартна е. р. с. гальванічного елемента Е° має додатну величину (ΔGº < 0), то це означає, що дана реакція йде в прямому напрямку, а якщо від’ємну — у зворотному. Поляризація – це зміна величини електродного потенціалу катода чи анода через зміну стану поверхні електрода – утворення нерозчинних солей, оксидних і газових плівок, які виникають на поверхні електрода при роботі гальванічного елемента. Н а п р и к л а д, для гальванічного елемента: Zn|H2SO4|Cu на катоді відбувається процес: 2H+ + 2еˉ → H2↑. Хімічна поляризація в цьому випадку обумовлена утворенням газової плівки водню, що ізолює поверхню катода від розчину електроліту, в наслідок чого зменшується е. р. с. Концентраційна поляризація електродіввиникає за рахунок зміни концентрації йонів у приповерхневому шарі електрода, що впливає на величину потенціалу електрода. Н а п р и к л а д, при роботі мідно-цинкового гальванічного елемента: Zn| ZnSO4 || CuSO4| Cu зростає концентрація йонівZn2+ біля анода і зменшується концентрація йонів Сu2+ біля катода, це призводить до зближення потенціалів катода і анода, тобто до зменшення е. р. с. Усунення або зниження поляризації називається деполяризацією. Концентраційна поляризація зменшується за рахунок перемішуванням електроліту, а хімічна – введенням деполяризаторів.
Читайте також:
|
||||||||
|