Разместить заказ
Вы будете перенаправлены на Автор24

Гальванические элементы и коррозия

8-800-775-03-30 support@author24.ru
Все предметы / Химия / Гальванические элементы и коррозия

Введение

Определение 1

Гальванический элемент - это источник тока, в состав которого входят два однотипных металлических электрода, помещенных в смесь солей этого металла в различных концентрациях.

Другими словами, гальванический элемент представляет собой прибор, который преобразует химическую энергию окислительно-восстановительной реакции в электрическую энергию.

Определение 2

Электрод — это система двух токопроводящих тел (проводников первого и второго рода).

К проводникам первого рода относятся металлы, сплавы, оксиды с металлической проводимостью, а также неметаллические материалы. К проводникам второго рода относятся расплавы и растворы электролитов.

Замечание 1

Носители заряда — электроны, носители заряда — ионы.

Определение 3

Электроды, на которых идут процессы окисления, называют анодами, а электроды, на которых идут процессы восстановления, называют катодами.

Строение и принцип работы гальванического элемента Якоби-Даниэля

Схема гальванического элемента Якоби-Даниэля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 1. Схема гальванического элемента Якоби-Даниэля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В одном сосуде находится раствор соли цинка с погруженным цинковым электродом, в другом - раствор соли меди с медным электродом. Сосуды соединены между собой стеклянной трубкой (солевым «мостиком»), которая заполнена концентрированным раствором электролита. Она служит ионным проводником, не допускающим смешения растворов. При погружении в раствор электрод приобретает электрический заряд.

Готовые работы на аналогичную тему

Замечание 2

Разность потенциалов между электродом и раствором называют электродным потенциалом, величина и знак (+/-) которого зависят от природы материала электрода и раствора, в котором он находится.

Наблюдаемая разность потенциалов обусловлена протекающей ОВР-реакцией между цинком и ионами меди и называется электродвижущей силой.

В полуреакции окисления цинка образуются электроны, которые по внешней цепи поступают на медный электрод, в результате чего с цинкового электрода растворяются ионы цинка, а на медном электроде разряжаются ионы меди, то есть выделяется металлическая медь.

$\mathrm{Zn\longrightarrow Zn^{2+} + 2e}$

$\mathrm{Cu^{2+} + 2e\longrightarrow Cu}$

$\mathrm{Zn + CuSO_4\longrightarrow ZnSO_4 + Cu \downarrow}$

Ток течет от точки с более высоким потенциалом к точке с более низким потенциалом: знак (+) относится к медному электроду, а знак (-) - к цинковому. Измеренная разность потенциалов считается положительной.

Классификация химических источников тока

Химические источники тока подразделяются на гальванические элементы, аккумуляторы и топливные элементы.

Гальванические элементы в свою очередь делятся на химические (преобразуют энергию химического процесса в электрическую), концентрационные (состоят из одинаковых электродов) и элементы без переноса, где раствор электролита является общим для двух электродов.

Аккумуляторы являются вторичными химическими источниками тока, так как электрическая энергия превращается в химическую, а химическая - обратно в электрическую, то есть они накапливают химическую энергию под действием внешнего источника тока, которая потом переходит в электрическую.

Замечание 3

Заряд аккумулятора - это процесс накопления химической энергии, разряд аккумулятора - процесс превращения химической энергии в электрическую. При заряде аккумулятор работает как электролизер, при разряде - как гальванический элемент.

Аккумуляторы делятся на солевые, щелочные и литиевые.

Топливный элемент представляет собой гальванический элемент, в котором химическая энергия непрерывно подаваемых взаимодействующих реагентов превращается в электрическую энергию, при этом электроды не расходуются. В топливных элементах используют жидкие или газообразные восстановители и окислители.

Гальваническая коррозия

Данный вид коррозии представляет собой электрохимический процесс, при котором один металл корродирует по сравнению с другим металлом в присутствии электролита.

То есть гальваническая коррозия возникает при условии погружения двух разнородных металлов в проводящий раствор, при этом они должны быть электрически связаны.

Коррозии подвергается анод, то есть менее активный металл, который располагается в ряду активности металлов после водорода.

Предотвращение гальванической коррозии может быть достигнуто следующими способами:

  1. Разрыв электрического соединения путем изоляции металлов.
  2. Выбор металлов с одинаковыми потенциалами коррозии.
  3. Нанесение специальных защитных покрытий на оба металла.
  4. Добавление ингибитора коррозии во внешнюю среду.
Сообщество экспертов Автор24

Автор этой статьи

Автор статьи

Ульяна Власова

Эксперт по предмету «Химия»

Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
как работает сервис