ЭДС работающего элемента всегда меньше той, которая отвечает
обратимой электрохимической реакции. Причина этого — поляризация
электродов.
В элементе Якоби—Даниэля с растворением цинкового электрода в приэлектродном слое накапливаются ионы цинка Zn2+, вследствие этого потенциал цинка повышается. У медного электрода концентрация ионов меди Cu2+ уменьшается в результате их восстановления, а потенциал меди понижается. Изменение величины потенциала электрода по сравнению с исходным равновесным значением, вызванное изменением концентрации потенциалопределяющих ионов в растворе, называется концентрационной поляризацией.
В качестве другого примера рассмотрим элемент Вольта (первый гальванический элемент), состоящий из медных и цинковых пластин, разделенных сукном, смоченным раствором серной кислоты:
Zn │ H2SO4 │ Cu.
Электродные реакции в элементе Вольта:
на аноде Zn – 2 ē → Zn2+;
на катоде 2H+ + 2 ē → H2 .
При протекании тока в этом элементе наблюдается концентрационная поляризация отрицательного электрода (анода), вызванная растворением цинка, и химическая поляризация медного электрода (катода). В элементе Вольта поверхность медного электрода насыщается водородом и образуется «водородный электрод», потенциал которого более низкий, чем потенциал медного электрода. Поляризация, вызванная изменением химической природы электролита, называется химической поляризацией.
|
|
При использовании гальванического элемента как источника тока важное значение приобретает процесс устранения поляризации, так называемая деполяризация. Перемешивание раствора способствует уменьшению концентрационной поляризации. Химическую поляризацию можно снизить, вводя в активную массу элемента специальные вещества — деполяризаторы, вступающие в реакцию с продуктами, обусловливающими поляризацию.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Содержание работы:
1. После ознакомления с теоретическим материалом выполнить опыты и записать наблюдения.
2. Во всех опытах записать происходящую окислительно-восстановительную реакцию и процессы окисления и восстановления. Во втором и третьем опытах рассчитать ЭДС образующихся гальванических элементов.