Сборник основных формул по химии для ВУЗов - страница 12

Анод – электрод, на котором идет окисление. Катод – электрод, на котором идет восстановление. В гальванических элементах анод заряжен отрицательно, а катод – положительно. На схемах элементов металл и раствор отделены вертикальной чертой, а два раствора – двойной вертикальной чертой.

Так, для реакции Zn + CuSO_>4 = ZnSO_>4 + Cu схемой гальванического элемента является запись: (-)Zn | ZnSO_>4 || CuSO_>4 | Cu(+).

Электродвижущая сила (э.д.с.) реакции равна ΔЕ^>0 = Е^>0_>ок – Е^>0_>восст= Е^>0(Cu^>2+/Cu) – Е^>0(Zn^>2+/Zn) = 0,34 – (-0,76) = 1,10 В. Из-за потерь напряжение, создаваемое элементом, будет несколько меньше, чем ΔЕ^>0. Если концентрации растворов отличаются от стандартных, равных 1 моль/л, то Е^>0_>ок и Е^>0_>восст вычисляются по уравнению Нернста, а затем вычисляется э.д.с. соответствующего гальванического элемента.

Сухой элемент состоит их цинкового корпуса, пасты NH_>4Cl с крахмалом или мукой, смеси MnO_>2 с графитом и графитового электрода. В ходе его работы идет реакция: Zn + 2NH_>4Cl + 2MnO_>2 = [Zn(NH_>3)_>2]Cl + 2MnOOH.

Схема элемента: (-)Zn | NH_>4Cl | MnO_>2, C(+). Э.д.с. элемента – 1,5 В.

Аккумуляторы. Свинцовый аккумулятор представляет собой две свинцовые пластины, погруженные в 30%-ный раствор серной кислоты и покрытые слоем нерастворимого PbSO_>4. При заряде аккумулятора на электродах идут процессы:

PbSO_>4(тв) + 2ē → Рb(тв) + SO_>4^>2-

PbSO_>4(тв) + 2H_>2O → РbO_>2(тв) + 4H^>+ + SO_>4^>2- + 2ē

При разряде аккумулятора на электродах идут процессы:

РЬ(тв) + SO_>4^>2- → PbSO_>4(тв) + 2ē

РbO_>2(тв) + 4H^>+ + SO_>4^>2- + 2ē → PbSO_>4(тв) + 2Н_>2O

Суммарную реакцию можно записать в виде:

Для работы аккумулятор нуждается в регулярной зарядке и контроле концентрации серной кислоты, которая может несколько уменьшаться при работе аккумулятора.