Химические процессы в гальванических элементах, их значение в строительстве

Характеристика процессов в обратимых гальванических элементах

Гальванические элементы используют как источник постоянного тока; они являются одной из причин коррозии металлов. В строительстве их применяют как химические источники тока в строительных машинах и оборудовании.

По характеру процессов, реализующихся в гальванических элементах, их подразделяют на обратимые и необратимые.

Обратимым называется гальванический элемент, состоящий из двух обратимых электродов, соединенных электролитическим мостом (трубкой, заполненной раствором хлорида калия, изготовленным на основе агар-агара).

В качестве обратимых электродов используют металлы, находящиеся в растворе собственной соли, или платину в водном растворе смеси веществ, способных к окислительно-восстановительным реакциям. При необходимости цепь в обратимом гальваническом элементе замыкается металлическим проводником. В этом случае гальванический элемент продуцирует электрический ток. Агар-агар — растительное вещество; образует гель; добавляется в раствор для увеличения его вязкости и предотвращения выливания жидкости.

Записывая формулу гальванического элемента, сначала пишут символ металла, образующего анод, далее через черту — формулу соли этого металла, затем через двойную черту — формулу КС1; потом через двойную черту — формулу соли металла, образующего катод; завершают формулу символом металла, образующего катод (через одинарную черту).

Охарактеризуем процессы в гальваническом элементе, состоящем из оловянного и марганцевого электродов.

Формула оловянно-марганцевого гальванического элемента:

Марганец является анодом потому, что его электродный потенциал составляет —1,18 В; для олова —0,14 В:

анод (-): Мп — 2е~ = Мп²⁺; катод (+): Sn²⁺ + 2е~ = Sn°.

суммарно:

• а) в ионном виде: Мп + Sn²⁺ = Мп²⁺ + Sn
• б) в молекулярном виде: Мп + SnCl₂ = МпС1₂ + Sn

Расчет ЭДС этого гальванического элемента проводим для стандартных условий, используя формулу (3.2) (концентрации солей равны 1 моль/л; Т = 298 К). ЭДС = —0,14 — (-1,18) = = 1,04 В.