ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические источники электрической энергии из "Общая химия 1982" Устройства, которые применяют для непосредственного преоб- разования энергии химической реакции в электрическую энергию, называются гальваническими элементами. Их называют также химическими источниками электрической энергии (сокращенно ХИЭЭ) или химическими источ-никами тока. [c.273] Суммарное уравнение реакции, протекающей в элементе, получится прн сложенпп уравнений обеих полуреакций. Таким образом, при работе гальванического элемента электроны от восстановителя пере.х,одят к окислителю по внешней цепп, на электродах идут электрохимические процессы, в растворе наблюдается направленное движение нонов. [c.274] Схема движения иоиов и электронов при работе медно-цинкового гальванического элемента. [c.275] Электрический ток, протекающий по внешней цепи гальванического элемента, может производить полезную работу. Но работа, которую можно выполнить за счет энергии химической реакции, зависит от ее скорости она максимальна при бесконечно медленном— обратимом — проведении реакции (см. 67). Следовательно, работа, которую можно произвести за счет реакции, протекающей в гальваническом элементе, зависит от величины отбираемого от него тока. Если, увеличивая сопротивление внешней цепи, уменьшать ток до бесконечно малого значения, то и скорость реакции в элементе тоже будет бесконечно малой, а работа — максимальной. Теплота, выделяемая во внутренней цепн элемента, будет при этом, наоборот, минимальна. [c.275] Но поскольку эта работа зависит от снлы тока, то и напряже-пие. между полюсами элемента тоже зависит от сплы тока Р — п-. личнна постоянная). В предельном случае, отвечающем обратимому протеканию реакции, напряжение будет максимальным. Максимальное значение напряжения гальванического элемента, соответствующее обратимому протеканию реакции, называется электродвижущей силой (э.д.с.) данного элемента. [c.276] Окислителько-восстановительная реакция протекает в гальваническом элементе несмотря на то, что окислитель и восстановитель непосредственно, друт с другом не соприкасаются. Для того чтобы понять, как это-т происходит, как возникает электродвижущая сила прп нростраМственном разделении процессов окисления и восстановления, рассмотрим более детально явления, происходящие на границах раздела фаз в гальваническом элементе. [c.277] При этом металлический электрод оказывается заряженным отрицательно, а раствор — положительно. Если при установлении контакта металл — раствор скорость перехода катионов из металла в раствор была меньше, чем скорость нх перехода в обратном направленин, то между электродом н раствором также устанавливается равновесне но в этом случае электрод заряжается положительно, а раствор—отрицательно. [c.277] В принципе электрическую энергию может дать любая окислительно-восстановительная реакция. Однако число реакций, практически используемых в химических источниках электрической энергии, невелико. Это связано с тем, что не всякая окислительновосстановительная реакция позволяет создать гальванический элемент, обладающий технически ценными свойствами (высокая и практически постоянная э. д. с., возможность отбирания больших токов, длительная сохранность и др.). Кроме того, многие окислительно-восстановительные реакции требуют расхода дорогостоящих веществ. [c.278] В отличие от медпо-циикового элемента, во всех современных гальванических элементах и аккумуляторах используют не два, а один электролит такие источники тока значительно удобнее в эксплуатацпн. Например, в свинцовых аккумуляторах (см. 189) электролитом служит раствор серной кислоты. [c.278] Почти во всех выпускаемых в настоящее время гальванических элементах анод изготовляется из цинка, а в качестве вещества для катода обычно применяются оксиды менее активных металлов. [c.278] Вернуться к основной статье