double arrow
Медно-цинковый гальванический элемент (элемент Якоби-Даниэля)

Если электрическая цепь замкнута, то в области I происходит окисление цинка, на поверхности пластины атомы Zn превращаются в ионы и переходят в раствор, цинковая пластина постепенно растворяется.

Электрод, на котором протекает процесс окисления, называется анодом.

Zn0 ↔ Zn+2 + 2ē – анодный процесс

Образовавшиеся при этом свободные электроны движутся по внешней цепи к медному электроду.

В области II, на медном электроде, происходит восстановление ионов меди.

Электроны, переходящие по внешней цепи от цинкового электрода, соединяются с катионами меди из раствора, образуется атомы меди – масса медной пластины увеличивается.

Электрод, на котором протекают процессы восстановления, называется катодом.

Cu+2 + 2ē ↔ Cu0 – катодный процесс

Суммарное уравнение токообразующей реакции:

Cu+2 + Zn0 ↔ Cu0 + Zn+2

CuSO4 + Zn0 ↔ Cu0 + Zn SO4

При работе ГЭ область II обедняется катионами меди, область I обогащается катионами цинка. Раствор в области II заряжается «-», а в области I – «+».

Создается электрическое поле, в котором катионы движутся к медному электроду, а анионы (SO42—) – к цинковому электроду по солевому мостику.

В итоге растворы в областях I и II остаются электронейтральными.

При схематической записи ГЭ вертикальными линиями разделяют те фазы, на границе раздела которых возникают скачки потенциалов, две вертикальные линии- солевой мостик:

Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu

Максимальное значение напряжения ГЭ, соответствующее обратимому проведению процесса, называется электродвижущей силой (ЭДС) гальванического элемента (Е, В).




Е = UMAX

Е= φ(катода) – φ(анода)

Если соблюдаются стандартные условия, ЭДС элемента называется стандартной (Е0, В):

Е0= φ0(катода) – φ0(анода)

Электролиз

Электролиз - окислительно-восстановительные процессы, которые протекают под действием постоянного электрического тока, проходящего через раствор или расплав электролита.

Электролиз – процесс, противоположный работе ГЭ, он протекает с поглощением энергии.

Электролиз расплава хлорида магния

MgCl2↔ Mg2+ + 2Cl—

«-« Катод: Mg2+ + 2ē → Mg0

«+» Анод: 2Cl— - 2ē → Cl20

Суммарная реакция электролиза расплава хлорида магния:

MgCl2 → Mg0 + Cl20

Электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом, но в электролизе он заряжен «-».

Электрод, на котором протекает окисление, называется анодом, заряжен он «+».

Электролиз водных растворов электролитов

На катоде будут восстанавливаться окисленные формы тех систем, которые имеют наибольшее значение электродного потенциала.

На аноде будут окисляться те системы, которые имеют наименьшее значение электродного потенциала.






Сейчас читают про: