Основы электрохимии. Вапиров В.В - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

28
Zn/NH
4
Cl/MnO
2
. Удобство такого портативного источника тока
заключается в том, все его составные части представляют собой твердые
или пастообразные вещества, упаковка которых предотвращает их
попадание на окружающие предметы. Анодом сухого элемента служит его
цинковая оболочка, а катодом – графитовый стержень, спрессованный в
слой оксида марганца (IV) и углерода. В качестве электролита
используется паста из
хлорида цинка, хлорида амония и воды. На
электродах сухого элемента протекают следующие полуреакции.
На аноде: Zn
(тв)
→ Zn
ag
2+
+ 2e
-
На катоде: 2MnO
2(тв)
+ 2NH
4
+
+ 2e
-
→ Mn
2
O
3(тв)
+ 2NH
3
+ H
2
O
Суммарная реакция описывается уравнением:
Zn + 2MnO
2
+ 2NH
4
Cl → [Zn(NH
3
)
2
]Cl
2
+ Mn
2
O
3
+ H
2
O
Напряжение такого элемента – 1,5 В. Сухие элементы представляют
собой первичные химические источники тока (или гальванический элемент
одноразового действия). После разрядки сухой элемент использовать
нельзя и его приходится выбрасывать.
Вторичным источником тока являются аккумуляторы.
Работоспособность разряженного аккумулятора можно восстановить,
зарядив его, т.е. пропустив через него в обратном направлении ток от
внешнего источника
(электролиз). При зарядке аккумулятор работает как
электролизер, а при разрядке – как гальванический элемент. Процессы
заряда аккумуляторов осуществляются многократно. В таблице 3
приведены характеристики наиболее распространенных гальванических
элементов.
Наиболее распространенным является свинцовый (кислотный)
аккумулятор. Свинцовый аккумулятор представляет собой систему
свинцовых перфорированных пластин, заполненных губчатым свинцом и
являющихся катодом, а положительным электродом служит
оксид свинца
PbO
2
, впрессованный в свинцовую решетку. В качестве электролита
используется 30%-ный раствор серной кислоты. Схема аккумулятора:
Pb ׀ H
2
SO
4
׀ PbO
2
При погружении пластины в серную кислоту на их поверхности
образуется труднорастворимая соль-сульфат свинца PbSO
4.
В этом
состоянии электроды имеют одинаковый химический состав и
окислительно-восстановительное взаимодействие невозможно,
аккумулятор разряжен. Поэтому предварительно проводят зарядку
аккумулятора, пропуская через него постоянный электрический ток от
внешнего источника. Процессы, протекающие при зарядке подобны
процессам при электролизе.
На катоде (-) происходит процесс восстановления. 
Zn/NH4Cl/MnO2. Удобство такого портативного источника тока
заключается в том, все его составные части представляют собой твердые
или пастообразные вещества, упаковка которых предотвращает их
попадание на окружающие предметы. Анодом сухого элемента служит его
цинковая оболочка, а катодом – графитовый стержень, спрессованный в
слой оксида марганца (IV) и углерода. В качестве электролита
используется паста из хлорида цинка, хлорида амония и воды. На
электродах сухого элемента протекают следующие полуреакции.
    На аноде: Zn(тв) → Znag2+ + 2e-
    На катоде: 2MnO2(тв) + 2NH4+ + 2e- → Mn2O3(тв) + 2NH3 + H2O
    Суммарная реакция описывается уравнением:

         Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl → [Zn(NH3)2]Cl2 + Mn2O3 + H2O

    Напряжение такого элемента – 1,5 В. Сухие элементы представляют
собой первичные химические источники тока (или гальванический элемент
одноразового действия). После разрядки сухой элемент использовать
нельзя и его приходится выбрасывать.
    Вторичным       источником     тока      являются   аккумуляторы.
Работоспособность разряженного аккумулятора можно восстановить,
зарядив его, т.е. пропустив через него в обратном направлении ток от
внешнего источника (электролиз). При зарядке аккумулятор работает как
электролизер, а при разрядке – как гальванический элемент. Процессы
заряда аккумуляторов осуществляются многократно. В таблице 3
приведены характеристики наиболее распространенных гальванических
элементов.
    Наиболее распространенным является свинцовый (кислотный)
аккумулятор. Свинцовый аккумулятор представляет собой систему
свинцовых перфорированных пластин, заполненных губчатым свинцом и
являющихся катодом, а положительным электродом служит оксид свинца
PbO2, впрессованный в свинцовую решетку. В качестве электролита
используется 30%-ный раствор серной кислоты. Схема аккумулятора:
                           Pb ‫ ׀‬H2SO4 ‫ ׀‬PbO2
    При погружении пластины в серную кислоту на их поверхности
образуется труднорастворимая соль-сульфат свинца PbSO4. В этом
состоянии электроды имеют одинаковый химический состав и
окислительно-восстановительное        взаимодействие      невозможно,
аккумулятор разряжен. Поэтому предварительно проводят зарядку
аккумулятора, пропуская через него постоянный электрический ток от
внешнего источника. Процессы, протекающие при зарядке подобны
процессам при электролизе.
    На катоде (-) происходит процесс восстановления.



                                 28

Страницы