Химические и концентрационные элементы и их применение в технике

Гальванические элементы. Различают концентрационные и химические гальванические элементы.

Гальванические элементы – химические источники электрической энергии. Они представляют собой системы, состоящие из двух электродов (проводников I рода), погруженных в растворы электролитов (проводников II рода).

Электрическая энергия в гальванических элементах получается за счет окислительно-восстановительного процесса при условии раздельного проведения реакции окисления на одном электроде и реакции восстановления на другом. Например, при погружении цинка в раствор сульфата меди цинк окисляется, а медь восстанавливается( Элемент Даниэля-Якоби)

Zn + CuSO₄= Cu + ZnSO₄

Zn⁰+Cu²⁺=Cu⁰+Zn²⁺

Схематически это можно записать следующим образом:

Концентрационные гальванические элементы состоят из двух одинаковых электродов (например, серебряных), опущенных в растворы одного и того же электролита (например, AgNO₃), но разных концентраций. Источником электрического тока в таком элементе служит работа переноса электролита из более концентрированного раствора в более разбавленный. Элемент работает до тех пор, пока сравняются концентрации катионов у анода и катода. Концентрационный гальванический элемент изображают схематически следующим образом:

⊝Ag½AgNO₃(C₁) ║AgNO₃(C₂) ½⊕Ag , где С₂> C₁

Рис.4

Эти электроды отличаются друг от друга только концентрациями солевых растворов.

(По формуле Нерста) рассчитаем ЭДС концентрационного элемента.

Недостатки концентрационных гальванических элементов:

разрушаемый анод,
малая ЭДС.

Концентрационные элементы используются в тех случаях, где необходима малая ЭДС.

Концентрационные элементы используют для определения активности ионов в растворе, химические цепи - как источники постоянного тока - аккумуляторы, окислительно-восстановительные элементы используются для определения констант равновесия и термодинамических функций.

Применение гальванических элементов и аккумуляторов в технике. Явление электрокоррозии.

Ток, получаемый от гальванической батареи, имеет сравнительно небольшую мощность, поэтому в основном он применяется в электротехнике слабых токов, например в телефонии, в телеграфии и т. д. Гальванические элементы и аккумуляторы широко используются в малогабаритных радиоприемниках и телевизорах, в различного рода механических игрушках. Аккумуляторы широко распространены на транспорте. С их помощью приводятся в движение электрокары — тележки для перевоза грузов на вокзалах и в цехах. В автомобилях аккумуляторы используются для запуска двигателя и для освещения на стоянках. Аккумуляторы приводят в действие двигатели подводных лодок.

Широкое применение автотранспорта в современных городах сильно загрязняет воздух, что вредно отражается на здоровье людей. Поэтому ведутся работы по созданию электромобилей, которые

в будущем, возможно, заменят автомобили. Современные электромобили работают на аккумуляторах.

Заметим, что большой вред приносят местные гальванические элементы (их называют гальваническими парами), которые самопроизвольно возникают в металлических конструкциях в местах соприкосновения разнородных металлов. Электролитом в местных элементах обычно является вода, в которой практически всегда достаточно много ионов. В сыром воздухе металлические предметы покрываются пленкой воды и местные элементы начинают давать ток, разъедающий металлы. Такие токи называются паразитными гальваническими токами, а производимые ими разрушения называют электрокоррозией.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1451; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 28 29 30 31 323334 35 36 37 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!