ЭДС гальванического элемента | Задания 251-255

 

 

 

Задание 251.
При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находится в 0,001 М растворе, а другой такой же электрод — в 0,01 М растворе сульфата никеля. Ответ: 0,0295 В.
Решение:
Гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла будет работать при условии, что электроды будут опущены в растворы солей с разной концентрацией. Схема гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находится  в 0,001М растворе, а другой – в 0,01М растворе сульфата никеля имеет вид:

Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Эта зависимость выражается уравнением Нернста:

Е⁰ – стандартный электродный потенциал металла

; n – число электронов, принимающих участие в процессе; с – концентрация ионов металла в растворе его соли (при точных вычислениях – активность).

Определим электродные потенциалы никелевых электродов при разных концентрациях ионов серебра Ni²⁺, получим:

Для определения ЭДС гальванического элемента из потенциала катода следует вычесть потенциал анода, получим:

Ответ: 0,0295 В.

---

Задание 252.
Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Рb

2+] = [Мg²⁺] = 0,01 моль/л. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого из ионов увеличить в одинаковое число раз? Ответ: 2,244 В.
Решение:
Схема гальванического элемента

Вертикальная линейка обозначает поверхность раздела между металлом и раствором, а две линейки — границу раздела двух жидких фаз — пористую перегородку (или соединительную трубку, заполненную раствором электролита). Магний имеет меньший потенциал (—2,37 В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

Мg⁰ — 2  = Mg²⁺  (1)

Свинец, потенциал которой -0,127 В — катод, т.е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

Pb²⁺ + 2   = Pb⁰   (2)

Уравнение окислительно-восстановительной реакции, характеризующее работу данного гальванического элемента, можно получить, сложив электронные уравнения анодного (1) и катодного (2) процессов: 

Mg⁰ + Pb²⁺ = Mg²⁺ + Pb⁰

Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Эта зависимость выражается уравнением Нернста:

Е⁰ – стандартный электродный потенциал металла

; n – число электронов, принимающих участие в процессе; с – концентрация ионов металла в растворе его соли (при точных вычислениях – активность). Определим электродные потенциалы кадмия и меди при заданных концентрациях:

Для определения ЭДС гальванического элемента из потенциала катода следует вычесть потенциал анода, получим:

Если концентрацию каждого из ионов Mg²⁺ и  Pb²⁺ увеличить в одинаковое число раз, то ЭДС гальванического элемента не изменится, так как при этом соответственно будут уменьшаться численные значения потенциалов металлов, а разница между значениями их не изменится.

Например, при увеличении концентрации ионов в 100 раз концентрация их примет значения 1 моль/л, а потенциалы электродов станут равными стандартным потенциалам металлов, то ЭДС = -0,127 – (-2,37) = 2,243 В. 

Ответ: 2,243 В.

---

Задание 253.
Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом — анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.
Решение:
а) Схема гальванического элемента, в котором никель является катодом:

Вертикальная линейка обозначает поверхность раздела между металлом и раствором, а две линейки — границу раздела двух жидких фаз — пористую перегородку (или соединительную трубку, заполненную раствором электролита). Магний имеет меньший потенциал (-2,37 В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

Mg⁰ — 2   = Mg²⁺  (1)

Никель, потенциал которой -0,25 В — катод, т. е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

Ni²⁺ + 2   = Ni⁰   (2)

Уравнение окислительно-восстановительной реакции, характеризующее работу данного гальванического элемента, можно получить, сложив электронные уравнения анодного (1) и катодного (2) процессов: 

Mg⁰ + Ni²⁺ = Mg²⁺ + Ni⁰

б) Схема гальванического элемента, в котором никель является анодом:

Никель имеет меньший потенциал (-0,25 В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

Ni⁰ — 2   = Ni²⁺  (1)

Медь, потенциал которой (+0,34 В) — катод, т.е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

Сu²⁺ + 2   = Сu⁰   (2)

Уравнение окислительно-восстановительной реакции, характеризующее работу данного гальванического элемента, можно получить, сложив электронные уравнения анодного (1) и катодного (2) процессов: 

Ni⁰ + Cu²⁺ = Ni²⁺ + Cu⁰

---

 Задание 254.
Железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента и напишите электронные уравнения процессов, происходящих на аноде и на катоде.
Решение:
Стандартные электродные потенциалы железа и серебра соответственно равны -0,44 В и +0,80 В. Исходя из того, что железо имеет более электроотрицательный потенциал, чем водород 0,00 В, то между железом и раствором серной кислоты проходит реакция (железо вытесняет водород из кислоты), и железная пластинка при этом будет уменьшаться по массе:

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

Исходя из того, что серебро имеет более электроположительный потенциал, чем водород, то между серебром и раствором серной кислоты  реакция не проходит. Но так как железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты, то между ними будет проходить окислительно-восстановительный процесс, в котором железная пластина будет анодом, а серебряная – катодом.

 

На аноде протекает процесс:

Fe⁰ → Fe²⁺ + 2 

На катоде серебряной пластинке будут разряжаться ионы водорода:

2Н⁺   + 2  → Н₂0

Схема гальванического элемента имеет вид:

   (-) Fe | Fe²⁺ || 2H⁺ | H₂, Ag (⁺)

---

Задание 255.
Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Мg

2+] = [Cd²⁺] = 1 моль/л. Изменится ли значение ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л? Ответ: 1,967 В.
Решение:
Магний имеет меньший потенциал (-2,37 В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

Mg⁰ — 2   = Mg²⁺  (1)

Кадмий, потенциал которой (-0,403 В) — катод, т. е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

Cd²⁺ + 2   = Cd⁰   (2)

Схема гальванического элемента имеет вид:

Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Эта зависимость выражается уравнением Нернста:

Е⁰ – стандартный электродный потенциал металла; n – число электронов, принимающих участие в процессе; с – концентрация ионов металла в растворе его соли (при точных вычислениях – активность). Определим электродные потенциалы кадмия и меди при заданных концентрациях:

Для определения ЭДС гальванического элемента из потенциала катода следует вычесть потенциал анода, получим:

Рассчитаем электродные потенциалы магния и кадмия при концентрации их ионов в растворе равной 0,01 моль/л:

Рассчитаем ЭДС:

Таким образом, ЭДС гальванического элемента при равном уменьшении концентрации ионов металлов в их растворах не изменяется.

Ответ: 1,967 В.

 

 

5.1. Электродные потенциалы. Гальванические элементы. ЭДС . Сборник основных формул по химии для ВУЗов

При соприкосновении двух химически или физически разнородных материалов (металл 1 (проводник I рода) – металл 2 (проводник I рода), металл (проводник I рода) – раствор соли металла (проводник II рода), раствор электролита 1 (проводник II рода) – раствор электролита 2 (проводник II рода) и т. д.) между ними возникает двойной электрический слой (ДЭС). ДЭС является результатом упорядоченного распределения противоположно заряженных частиц на границе раздела фаз.

Образование ДЭС приводит к скачку потенциала ?, который в условиях равновесия металл (проводник I рода) – раствор соли металла (проводник II рода) называется галъвани-потенциалом.

Система: металл (Me) – водный раствор соли данного Me – называется электродом или полуэлементом и схематически изображается следующим образом:

Меⁿ⁺ | Me

Электрод (п/э) записывается так, чтобы все вещества, находящиеся в растворе, были помещены слева, а электродный материал – справа от вертикальной черты.

? > 0, если на электроде протекает реакция восстановления Меⁿ⁺ + nе? ? Ме⁰,

? < 0, если на электроде протекает реакция окисления Ме⁰ ? Меⁿ⁺ + nе?.

Электродным потенциалом Е_{Меⁿ⁺/Ме} называется равновесная разность потенциалов, возникающая на границе фаз проводник I рода/проводник II рода и измеренная относительно стандартного водородного электрода.

уравнение Нернста, где n – число электронов, участвующих в электродной реакции; С_Меⁿ⁺ – концентрация катионов; Е_{Меⁿ⁺/Ме} – стандартный электродный потенциал.

Контактный потенциал ?_? – равновесный скачек потенциалов, возникающий на границе раздела двух проводников I рода.

Диффузионный потенциал ?_диф – равновесная разность потенциалов, возникающая на границе фаз проводник II рода/проводник II рода.

Гальванический элемент (г. э.) – электрическая цепь, состоящая из двух или нескольких п.э. и производящая электрическую энергию за счет протекающей в ней химической реакции, причем стадии окисления и восстановления химической реакции пространственно разделены.

Электрод, на котором при работе гальванического элемента протекает процесс окисления, называется анодом, электрод, на котором идет процесс восстановления, – катодом.

Правила ИЮПАК для записи гальванических элементов и реакций, протекающих в них

1. В г. э. работа производится, поэтому ЭДС элемента считается величиной положительной.

2. Величина ЭДС гальванической цепи Е определяется алгебраической суммой скачков потенциала на границах раздела всех фаз, но так как на аноде протекает окисление, то ЭДС рассчитывают, вычитая из числового значения потенциала катода (правого электрода) значение потенциала анода (левого электрода) – правило правого полюса. Поэтому схему элемента записывают так, чтобы левый электрод был отрицательным (протекает окисление), а правый – положительным (протекает процесс восстановления).

3. Границу раздела между проводником I рода и проводником II рода обозначают одной чертой.

4. Границу между двумя проводниками II рода изображают пунктирной чертой.

5. Электролитный мостик на границе двух проводников II рода обозначают двумя пунктирными чертами.

6. Компоненты одной фазы записывают через запятую.

7. Уравнение электродной реакции записывают так, чтобы слева располагались вещества в окисленной форме (Ох), а справа – в восстановленной (Red).

Гальванический элемент Даниэля-Якоби состоит из цинковой и медной пластин, погруженных в соответствующие растворы ZnSO₄ и CuSO₄, которые разделены солевым мостиком с раствором KCl: электролитический мостик обеспечивает электрическую проводимость между растворами, но препятствует их взаимной диффузии.

(-) Zn | Zn ²⁺:: Cu ²⁺| Cu (+)

Реакции на электродах:

Zn⁰ ? Zn²⁺ + 2e?

Cu²⁺ + 2е? ? Cu⁰

Суммарный окислительно-восстановительный процесс:

Cu²⁺ + Zn⁰ ? Cu⁰ + Zn²⁺

Работа тока гальванического элемента (и, следовательно, разность потенциалов), будет максимальна при его обратимой работе, когда процессы на электродах протекают бесконечно медленно и сила тока в цепи бесконечно мала.

Максимальная разность потенциалов, возникающая при обратимой работе гальванического элемента, есть электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента Е.

ЭДС элемента E_Zn/Cu = ?_Cu²⁺/Cu + ?_Zn²⁺/Zn+ ?_к + ?_диф.

Без учета ?_диф и ?_к: E_Zn/Cu= ?_Cu²⁺/Cu + ?_Zn²⁺/Zn= Е_Cu²⁺/Cu+ Е _Zn²⁺/Zn – гальванические элементы, состоящие из двух одинаковых металлических электродов, опущенных в растворы соли этого металла с различными концентрациями С₁ > С₂. Катодом в этом случае будет являться электрод с большей концентрацией, т. к. стандартные электродные потенциалы обоих электродов равны.

Концентрационные цепи

Единственным результатом работы концентрационного элемента является перенос ионов металла из более концентрированного раствора в менее концентрированный.

Работа электрического тока в концентрационном гальваническом элементе – это работа диффузионного процесса, который проводится обратимо в результате пространственного разделения его на два противоположных по направлению обратимых электродных процесса.

Методические указания к лабораторным работам, страница 21

Химия \ Химия

Электрохимическими называются процессы, связанные с взаимным пре­вращением электрической и химической энергий. Преобразование энергии хи­мической (окислительно-восстановительной) реакции в электрическую осуще­ствляется в гальванических элементах. Если взять два металла с различными электродными потенциалами, соединить их проводом, опустить в растворы их солей, соединенных между собой электролитическим ключом, то получится гальванический элемент (рис. 6.1). Интенсивность реакции окисления-восста­новления, протекающей в гальваническом элементе, характеризуется величи­ной разности потенциалов — электродвижущей силой гальванического эле­мента (ЭДС).

Электрод, на котором происходит процесс окисления, называется анодом, а электрод, на котором происходит процесс восстановления, называется катодом.

Электродный потенциал металла определяется процессом перехода ио­нов металла в раствор (окисление) и обратным процессом присоединения ио­нами металла электронов (восстановление), т.е. окислительно-восстановитель­ным равновесием

Ме⁰  D  Meⁿ⁺ + nē.

ЭДС гальванического элемента можно вычислить по уравнению Нернста:

,

где DЕ — ЭДС гальванического элемента; DЕº^{— стандартная ЭДС; R — универсальная газовая постоянная, равная 8,316 Дж/моль·К; Т – температура, К; n — число электронов, переносимых в окислительно-восстановительной реакции; F — постоянная (число Фарадея), равная 96500 кулонов; С₁ и С₂ — концентрации ионов соответствующих металлов в растворе. Стандартную ЭДС гальванического элемента можно подсчитать, если из стандартного электродного потенциала катода вычесть стандартный электродный потенциал анода: DЕº = Еº_kat — Еº_an.}

Стандартным электродным потенциалом Е° называется потенциал растворения металла, погруженного в раствор собственного иона с концентрацией (или активностью), равной единице (г-ион/л). _{Измерение Е° производится по сравнению с нормальным водородным электродом, потенциал которого условно принят равным нулю (приложение 7).}

Рис. 6.1. Схема гальванического элемента Даниэля — Якоби

Располагая металлы в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов, получим электрохимический ряд стандартных электродных потенциалов металлов (приложение 8). В этот ряд всегда помещается водород, что позволяет видеть, какие металлы способны вытеснять водород из водных растворов кислот. Положение того или иного металла в ряду напряжения и характеризует его способность к окислительно-восстановительным взаимодействиям в водных растворах при стандартных условиях.

Величина ЭДС работающего гальванического элемента всегда меньше, чем рассчитанная по формуле Нернста, вследствие поляризации электродов, т.е. изменения их потенциалов при работе гальванического элемента. Наибольшее значение при работе гальванических элементов имеет катодная поляризация, возникающая за счет накопления избыточных электронов на катоде, и его потенциал становится более отрицательным. Разность между фактическим потенциалом катода и теоретическим электродным потенциалом называется перенапряжением на катоде. Величина перенапряжения зависит от материала катода, состояния его поверхности, температуры и плотности тока.

Точное измерение ЭДС гальванического элемента требует применения специальных приборов, обеспечивающих протекание через гальванический элемент ничтожно малого тока. Если допустить протекание значительного тока, напряжение гальванического элемента понижается, так как он обладает внутренним сопротивлением, и, кроме того, вокруг электродов происходит изменение концентрации ионов в растворе.

Экспериментально установлено, что ЭДС гальванического элемента не зависит от размера и формы твердых электродов, а зависит от концентрации ионов. Если концентрации реагентов повышаются относительно концентраций продуктов, это приводит к повышению степени самопроизвольности протекающей в гальваническом элементе реакции и возрастанию его ЭДС и наоборот. Во время работы гальванического элемента происходит расходование реагентов и образование продуктов. Связанное с этим уменьшение концентраций реагентов и возрастание концентраций продуктов вызывает постепенное уменьшение ЭДС элемента.

Скачать файл

Выбери свой ВУЗ

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 267
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 603
• БГУ 155
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 963
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 120
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1966
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 299
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 408
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 498
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 131
• ИжГТУ 145
• КемГППК 171
• КемГУ 508
• КГМТУ 270
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2910
• КрасГАУ 345
• КрасГМУ 629
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 138
• КубГУ 109
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 369
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 331
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 637
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 455
• НИУ МЭИ 640
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 213
• НУК им. Макарова 543
• НВ 1001
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1993
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 302
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 120
• РАНХиГС 190
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 245
• РГГМУ 117
• РГПУ им. Герцена 123
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 123
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 131
• СПбГАСУ 315
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 146
• СПбГПУ 1599
• СПбГТИ (ТУ) 293
• СПбГТУРП 236
• СПбГУ 578
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 194
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1654
• СибГТУ 946
• СГУПС 1473
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2424
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 325
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, ЭДС (ЯЧЕЙКИ) (Разное)

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, ЭДС (ЯЧЕЙКИ) (Разное) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другие родственные исследования

Напряжение или разность электрических потенциалов на клеммах ячейки, когда от нее не поступает ток. ЭДС ячейки представляет собой сумму разностей электрических потенциалов (PD), возникающих в результате разделения зарядов (электронов или ионов), которые могут возникать на каждой фазовой границе (или границе раздела) в ячейке. Величина каждого ЧР зависит от химической природы двух контактирующих фаз. Таким образом, на границе двух разных металлов часть электронов переместится из металла с более высокой свободной энергией электронов в металл с более низкой свободной энергией электронов. Результирующее разделение зарядов приведет к частичному разряду (точно так же, как разделение зарядов создает напряжение на конденсаторе), которое в равновесии точно препятствует дальнейшему потоку электронов. Точно так же ЧР могут возникать, когда электроны проходят через границу раздела металл/раствор или металл/твердое тело, а также когда ионы проходят через границу раздела раствор/мембрана/раствор.

Авторов:

Арчер, доктор медицины; Фельдберг, СЗ

Дата публикации:

16 сентября 1998 г.

Исследовательская организация:

Брукхейвенская национальная лаборатория. (BNL), Аптон, Нью-Йорк (США)

Организация-спонсор:

Управление энергетических исследований Министерства энергетики США (ER) (США)

Идентификатор ОСТИ:

760971

Номер(а) отчета:

БНЛ-65847; KC030101
Проект НИОКР: AS002CSD; КС030101; РНН: Ah300035%%46

Номер контракта с Министерством энергетики:  

АК02-98Ч20886

Тип ресурса:

Разное

Отношение ресурсов:

Прочая информация: PBD: 16 сентября 1998 г. ; Дополнительная информация: В: Энциклопедия науки и техники, vp.

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

37 НЕОРГАНИЧЕСКАЯ, ОРГАНИЧЕСКАЯ, ФИЗИЧЕСКАЯ И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ; ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ; ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА; СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ; ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ ЯЧЕЙКИ; ЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕНОС

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Арчер, доктор медицины, и Фельдберг, SW. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, ЭДС (ЭЛЕМЕНТЫ) . США: Н. П., 1998. Веб.

Копировать в буфер обмена

Арчер, доктор медицинских наук, и Фельдберг, С. В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, ЭДС (КЛЕТКИ) Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Арчер, доктор медицины, и Фельдберг, С.В., 1998. "ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, ЭДС (КЛЕТКИ)". Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/760971.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_760971,
title = {ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, ЭДС (КЛЕТКИ)},
автор = {Арчер, М. Д. и Фельдберг, С. В.},
abstractNote = {Напряжение или разность электрических потенциалов на клеммах ячейки, когда от нее не поступает ток. ЭДС ячейки представляет собой сумму разностей электрических потенциалов (PD), возникающих в результате разделения зарядов (электронов или ионов), которые могут возникать на каждой фазовой границе (или границе раздела) в ячейке. Величина каждого ЧР зависит от химической природы двух контактирующих фаз. Таким образом, на границе двух разных металлов часть электронов переместится из металла с более высокой свободной энергией электронов в металл с более низкой свободной энергией электронов. Результирующее разделение зарядов приведет к частичному разряду (точно так же, как разделение зарядов создает напряжение на конденсаторе), которое в равновесии точно препятствует дальнейшему потоку электронов. Точно так же ЧР могут возникать, когда электроны проходят через границу раздела металл/раствор или металл/твердое тело, а также когда ионы проходят через границу раздела раствор/мембрана/раствор.},
дои = {},
URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/760971}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {1998},
месяц = ​​{9}
}

Копировать в буфер обмена

---

Посмотреть Разное (0,68 МБ)

Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см. в разделе «Доступность документа». Постоянные посетители библиотек могут искать в WorldCat библиотеки, в которых может храниться этот предмет.

---

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

• Аналогичные записи

ЭДС ячейки – определение, типы и потенциал электрода

Электрохимическая ячейка используется для выработки электричества в результате химической реакции. Его можно определить как устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую. Химическая реакция, которая включает обмен электронами, необходима для работы электрохимической ячейки. Такие реакции называются окислительно-восстановительными.

Ячейка характеризуется своим напряжением. Ячейка определенного типа генерирует одинаковое напряжение независимо от размера ячейки. Химический состав элемента зависит от напряжения элемента, если элемент работает в идеальных условиях. Напряжение ячейки может отличаться из-за нескольких факторов, таких как разница температур, изменение концентрации и т. д. 

Уравнение Нернста Вальтера Нернста можно использовать для расчета значения ЭДС данной ячейки, обеспечивая стандартный потенциал ячейки.

История 

Майкл Фарадей доказал, что химические реакции на каждой из двух границ раздела электрод-электролит обеспечивают «место ЭДС» для гальванического элемента около 1830 года. Эти реакции вызывают ток в цепи, которая представляет собой открытый корпус, разделение заряда продолжается до тех пор, пока электрическое поле от разделенных зарядов не станет достаточным для прекращения реакции.

Электродвижущая сила или ЭДС ячейки – это максимальная разность потенциалов между двумя электродами ячейки. Электродвижущая сила клетки также может быть определена как суммарное напряжение между полуреакциями окисления и восстановления. Электродвижущая сила элемента в основном используется для определения того, является ли электрохимический элемент гальваническим или нет.

 

Электрохимическая ячейка

Электрохимическая ячейка — это устройство, которое способно генерировать электрическую энергию в результате протекающей в нем химической реакции или использовать подаваемую к нему электрическую энергию для запуска в нем химической реакции. Эти устройства могут преобразовывать химическую энергию в электрическую и наоборот и используются для питания многих электрических устройств, таких как пульты дистанционного управления телевизором и часы.

Элементы, которые могут генерировать электрический ток в результате происходящих там химических реакций, называются гальваническими или гальваническими элементами.

Потенциал электрода 

Погружение металлического электрода в раствор, содержащий его ионы, создает разность потенциалов на границе раздела, которая называется потенциалом электрода.

Рассмотрим случай, когда цинковый электрод, погруженный в раствор сульфата цинка, окисляется путем испускания двух электронов и высвобождается в раствор. Наличие электронов в электроде и ионов в растворе создает разницу потенциалов. Точно так же медь также имеет положительный потенциал. Сочетание этих двух ячеек по ячейке Потенциал.

Чтобы определить Потенциал отдельной полуячейки, всегда нужна стандартная полуячейка, значение Потенциала которой уже известно. Затем соедините эту стандартную полуячейку с неизвестной полуячейкой, чтобы определить общий потенциал.

Этот общий Потенциал представляет собой разницу между Потенциалами двух половин ячеек. Стандартный водородный электрод (SHE) является примером такого стандартного полуэлемента. Потенциальное значение SHE, естественно, установлено равным нулю вольт. Подключите стандартный водородный электрод к неизвестному полуэлементу и измерьте разность потенциалов. Поскольку SHE равно нулю вольт, измеренное значение представляет собой неизвестную разность потенциалов полуэлемента.

 

ЭДС элемента

Максимальная разность потенциалов между двумя электродами элемента определяется как электродвижущая сила элемента или ЭДС элемента. Это также известно как результирующее напряжение между полуреакциями окисления и восстановления.

Типы гальванического элемента

1. Гальванический элемент

Гальванический элемент, также известный как гальванический элемент, представляет собой устройство, которое может генерировать электричество в результате спонтанной окислительно-восстановительной реакции. 9{2+} (водн.) + Cu(s)\]

Состоит из цинкового электрода и медного электрода, пропитанных раствором сульфата цинка и раствором сульфата меди соответственно. Цинковый электрод действует как анод, а медь действует как катод. В контейнере слева металлический цинковый стержень (анод) погружен в раствор сульфата цинка. В емкости справа медный стержень (катод) погружен в раствор медного купороса. Медный кабель соединяет цинковый электрод и медный электрод. Раствор в анодном и катодном отделениях соединен с раствором сульфата калия солевым мостиком. 9Ионы {2+}\] перемещаются из анодной полуячейки в катодную полуячейку. Цепь завершается переносом ионов из одной полуэлемента в другую, что гарантирует постоянную подачу энергии. Ячейка будет продолжать работать до тех пор, пока не будут исчерпаны ионы металлического цинка или меди.

2. Daniel Cell

Не отличается от гальванического элемента. Это также тот же медно-цинковый элемент, который описан для гальванического элемента. Единственное ключевое отличие состоит в том, что ячейка Даниэля может использовать только цинк и медь в качестве электродов, тогда как для гальванических ячеек она не ограничивается только цинковыми и медными электродами, она может использовать различные металлы в качестве электродов.

В элементе Daniel в качестве электролитов используются сульфат меди (II) и сульфат цинка, тогда как в гальваническом элементе в качестве электролитов используются соли металлов каждого электрода.

Основные понятия ЭДС и обозначения ячеек

Что такое ЭДС?

Что означает ЭДС? ЭДС — это краткая форма Электродвижущей силы, и она просто относится к электрической активности, создаваемой неэлектрическим источником. Видно, что устройства обеспечивают ЭДС путем преобразования формы энергии в химическую энергию. В химии ЭДС означает максимальную разность потенциалов между двумя электродами гальванического или гальванического элемента. К устройствам, способным создавать ЭДС, относятся электрохимические элементы, термоэлектрические устройства, солнечные элементы, электрические генераторы и трансформаторы.

Что такое определение ЭМП?

ЭДС расшифровывается как Электродвижущая Сила. В физике и химии он определяется по-разному. Теперь мы подробно изучим как определения, так и значение.

Что такое ЭДС в физике?

Что такое ЭДС в физике? ЭДС в физике определяется как энергия на единицу электрического заряда, генерируемая источником электричества, таким как электрический генератор или батарея. Можно сказать, что электродвижущая сила или ЭДС генерируется любым устройством, которое преобразует любую другую форму энергии в электрическую.

Что такое ЭМП в химии?

В химии это просто означает максимальную разность потенциалов между электродами гальванического или гальванического элемента.

Что такое электрохимическая ячейка?

Проще говоря, если мы попытаемся понять электрохимическую ячейку, мы можем сказать, что электрохимическая ячейка — это устройство, которое вырабатывает электричество в результате химической реакции. Электрохимическая ячейка преобразует химическую энергию в электрическую. Для работы электрохимической ячейки требуется химическая реакция, связанная с обменом электронами, такая реакция известна как окислительно-восстановительная реакция. Как правило, электрохимическую ячейку можно разделить на два типа: Гальваническая ячейка и ячейка Даниэля.

Что такое гальванический элемент?

Что такое гальванический элемент? Гальванический элемент — это устройство, разработанное итальянским ученым Луиджи Гальвани. Это важный электрохимический элемент, который является основой многих других электрохимических элементов. Гальванический элемент состоит из двух разных типов электродов, погруженных в их ионные растворы. Каждый из двух электродов называется полуэлементом, а полуэлемент не способен создавать разность потенциалов. Тем не менее, когда оба электрода или полуэлемента объединены, они могут создавать необходимую разность потенциалов. Полуячейки соединены с помощью солевого мостика, этот мост обеспечивает необходимое количество электронов полуячейке с дефицитом электронов, а также принимает лишние электроны от полуячейки, богатой электронами.

Что такое ячейка Даниэля?

Простыми словами, элемент Даниэля — это тип гальванического элемента, изготовленного из цинка и медного электрода. Оба электрода погружены в соответствующие им ионные растворы, т. е. для цинкового электрода это сульфат цинка, а для медного электрода — сульфат меди. Цинковый электрод является анодом, а медный электрод является катодом, обе эти полуэлементы соединены с помощью солевого моста для получения максимальной разности потенциалов.

Что такое ЭДС клетки?

ЭДС, также известная как электродвижущая сила элемента, определяется как максимальная разность потенциалов между электродами элемента. ЭДС ячейки или ЭДС гальванического элемента можно рассчитать, взяв значения электродных потенциалов как анода, так и катода.

Обычно существует три способа расчета разности потенциалов гальванического элемента.

• Во-первых, наблюдая потенциал окисления на аноде и потенциал восстановления на катоде.

• Во-вторых, принимая во внимание восстановительный потенциал обоих электродов.