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+ + SO42- → PbSO4
+ K) Pb4+ + 2e → Pb2+ ; Pb4+O2 + 2e + SO42- + 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, H2SO4(разбавленная), H2CO3, H2S, и тому подобное) – кислотная коррозия.