Электрохимия. Данько Е.Т - 13 стр.

ным электродом и ионами раствора. Примером служит редокс-электроды
(окислительно-восстановительные), Fe2+, Fe3+│Pt; Sn2+, Sn4+│Pt.


                   3. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

      Гальваническим элементом (ГЭ) называется система, в которой энергия
химической реакции преобразуется в электрическую энергию.
      Рассмотрим процессы, протекающие при работе гальванического элемен-
та Даниэля – Якоби (медно-цинкового).
      Схема гальванического элемента: Zn│ZnSO4││CuSO4│Cu.
      Стандартный электродный потенциал цинка равен –0,76 В (см. приложение,
табл. 2), а потенциал меди равен +0,34 В. При замыкании разнородных электро-
дов: цинк, имея меньшее значение электродного потенциала, выступает в качестве
анода (восстановитель). На нём протекает реакция окисления. Медный электрод, с
большим по сравнению с цинком потенциалом, является катодом (окислителем).
На нём восстанавливаются ионы меди из раствора соли:
               Zn – 2ē → Zn2+               – анодное окисление;
                  2+          0
               Cu + 2ē → Cu                 – катодное восстановление;
                       2+     2+     0
               Zn + Cu → Zn + Cu            – токообразующая реакция.
      Электроны от цинка по внешней цепи перемещаются к медному электро-
ду, где участвуют в процессе восстановления, движение ионов в растворе соли
замыкает электрическую цепь. Для предотвращения смешивания растворов со-
лей используют электролитический мостик или пористую перегородку (цепи «с
переносом»). У поверхности соприкосновения растворов, вследствие неодина-
ковой подвижности ионов, возникает «диффузионный потенциал». Чтобы све-
сти его влияние к минимуму, в качестве наполнителя в электролитическом мос-
тике используют электролит, катионы и анионы которого, имеют близкие зна-
чения подвижностей (KCl или NH4NO3). В некоторых случаях оба электрода
погружены в один и тот же раствор электролита (цепи «без переноса»). Диффу-
зионный потенциал в этом случае полностью отсутствует.
      Работу гальванического элемента можно оценить величиной его элек-
тродвижущей силы (Е). ЭДС равна максимальной разности потенциалов като-
да и анода:
                                E = Eкатода – Eанода.                  (14)
      Различают гальванические элементы химические, у которых ЭДС возни-
кает вследствие различной химической природы электродов, и концентраци-
онные, составленные из двух, качественно одинаковых, полуэлементов, разли-
чающихся активностью потенциалобразующих ионов. В последних ЭДС возни-
кает за счет выравнивания концентраций в приэлектродных пространствах.
      Примером концентрационного ГЭ может служить система, состоящая из
двух серебряных электродов, погруженных в растворы собственных солей с
различной активностью ионов серебра:


                                                                           13