Схема гальванического элемента

φ⁰Fe²⁺∕ Fe⁰ = - 0,44B φ⁰Ag⁺∕ Ag⁰ = + 0,799B

А) Fe⁰ →2e + Fe²⁺ K) 2AgNO₃ → 2Ag⁺ +2NO₃^-;

2Ag⁺ +2e → 2Ag⁰

Fe⁰ + 2Ag⁺ → 2Ag⁰ + Fe²⁺

Fe⁰ + 2 AgNO₃ → 2Ag⁰ + Fe(NO₃)₂

ЕРС = φ⁰К - φ⁰A = φ⁰Ag⁺∕ Ag⁰ - φ⁰Fe²⁺∕ Fe⁰ = 0,799 – (-0,44) = 1,239 В

 

Применение гальванических элементов.

1. Необратимые гальванические элементы – после разрядки не восстанавливаются|восстанавливают| (батареи).

2. Обратимые – после разрядки могут быть заново заряжены (аккумуляторы).

Аккумуляторы

Щелочные: 1. Железо – никелевый

Fe⁰ + 2Ni⁺³OOH +2H₂O →^{разрядка} 2Ni²⁺(OH)₂ + Fe²⁺(OH)₂

←^{зарядка}

φ⁰Fe²⁺∕ Fe⁰ = - 0,44B; φ⁰Ni³⁺∕ Ni²⁺ = + 0,49B

А) Fe⁰ →2e + Fe²⁺; Fe²⁺ + 2OH^- → Fe²⁺(OH)₂

K) 2Ni⁺³OOH + 2e +2H₂O → 2Ni²⁺(OH)₂ + 2OH^-

КПД =60 -65% ЭДС = 1,48В|

2. Кадмий - никелевый

Cd⁰ + 2Ni⁺³OOH +2H₂O →^{разрядка} 2Ni²⁺(OH)₂ + Cd²⁺(OH)₂; ЕРС = 1,45В

←^{зарядка}

 

Кислотные: Свинцовый

Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ →^{разрядка} 2PbSO₄ + 2H₂O

←^{зарядка}
- A) Pb⁰ – 2e → Pb²⁺; Pb²⁺ + SO₄^2- → PbSO₄

+ K) Pb⁴⁺ + 2e → Pb²⁺; Pb⁴⁺O₂ + 2e + SO₄^2- + 4H⁺ → PbSO₄ + 2H₂O

ЭДС = 2В|; КПД = 80% (2 – 5 лет службы)

 

Вывод: гальванический элемент – это устройство, в котором химическая энергия окислительно - восстановительных реакций превращается в электрическую энергию. Гальванические элементы – это химические генераторы электрического тока.

 

Электрохимический ряд напряжения металлов (стандартные электродные потенциалы при 25⁰С)

Металл	Э°, В
Li+/Li	-3,045
Rb+/Rb	-2,925
К+/К	-2,924
Cs+/Cs	-2,923
Ra2+/Ra	-2,916
Ва2+/Ва	-2,905
Sr2+/Sr	-2,888
Са2+/Са	-2,864
Na+/Na	-2,771
Ас3+/Ас	-2,600
La3+/La	-2,522
Y3+/Y	-2,372
Mg2+/Mg	-2,370
Sc3+/Sc	-2,077
Be2+/Be	-1,847
Al3+/Al	-1,700
Ti3+/Ti	-1,208
Mn2+/Mn	-1,192
Cr2+/Cr	-0,852
Zn2+/Zn	-0,763
Ga3+/Ga	-0,560
Fe2+/Fe	-0,441
Cd2+/Cd	-0,404
In3+/In	-0,338
Co2+/Co	-0,277
Ni2+/Ni	-0,234
Sn2+/Sn	-0,141
Pb2+/Pb	-0,126
H+/H2	±0,000
SbIII/Sb	+0,240
ReIII/Re	+0,300
BiIIII/Bi	+0,317
Cu2+/Cu	+0,338
Hg22+/Hg	+0,796
Ag+/Ag	+0,799
Rh3+/Rh	+0,800
Pd2+/Pd	+0,915
PtII/Pt	+0,963
Au+/Au	+1,691

 

К О Р Р ОЗ И Я М Е Т А Л Л О В

Коррозия - это процесс разрушения металлов под действием агрессивных факторов.

Виды коррозии: 1) химическая - происходят под действием горячих мощных потоков газов или жидких|редких| веществ - неэлектролитов| (лопатки газовых турбин, насосы и трубопроводы, по которым|каких| перемещаются органические вещества, нефтематериалы|)

2) электрохимическая - разрушение металлов, в результате|вследствие| протекания на их поверхности окислительно -|окисный| восстановительных процессов, которые|какие| сопровождаются возникновением электродвижущей силы.

Условия возникновения и хода электрохимической коррозии:

1. Наличие гальванической пары.

2. Наличие электролита.

Условия образования гальванической пары:

а) контакт двух металлов с разными|различными| значениями электродных потенциалов;

б) наличие в металлическом материале участков, которые|какие| эксплуатируются при разных|различных| температурах.

в) наличие в электролите участков с разным|различным| уровнем аэрации.

Роль электролита могут исполнять:

а) вода с растворенным кислородом (H₂O + O₂) – атмосферная коррозия;

б) водород растворов кислот - слабых окислителей (HCl, HBr, HI, H₂SO_{4(разбавленная)}, H₂CO₃, H₂S, и тому подобное) – кислотная коррозия.