33. Электрохимические процессы. Механизм возникновения тока в гальваническом элементе. Устройство и принцип работы медно-цинкового гальванического элемента (Якоби-Даниэля).

Электрохимические процессы – это процессы сопровождающиеся возникновением электрического тока, или сами вызываемые им.

Механизм возникновения тока в гальваническом элементе:

Действие любого гальванического элемента основано на проте­кании в нем окислительно-восстановительной реакции. В простей­шем случае гальванический элемент состоит из двух пластин или стержней, изготовленных из различных металлов и погруженных в раствор электролита. Такая система делает возможным про­странственное разделение окислительно-восстановительной реак­ции: окисление протекает на одном металле, а восстановление — на другом. Таким образом, электроны передаются от восстанови­теля к окислителю по внешней цепи.

Устройство и работа медно-цинкового гальванического элемента Якоби-Даниэля.

Внутренняя цепь гальв. элем.

(солевой мостик)

Медно-цинковый гальваниче­ский элемент работает за счет энергии ре­акции между цинком и сульфатом меди. Элемент Якоби — Даниэля состоит из медной пластины, погру­женной в раствор сульфата меди (медный электрод), и цинковой пластины, погруженной в раствор сульфата цинка (цинковый электрод). Оба раствора соприкасаются друг с другом (солевой мостик).

При работе элемента, т. е. при замкнутой цепи, цинк окисляет­ся: на поверхности его соприкосновения с раствором атомы цинка превращаются в ионы и, гидратируясь, переходят в раствор. Вы­свобождающиеся при этом электроны движутся по внешней цепи к медному электроду. Вся совокупность этих процессов схематиче­ски изображается уравнением полуреакции, или электрохими­ческим уравнением;

Zn = Zn²⁺ + 2e-

На медном электроде протекает восстановление ионов меди. Электроны, приходящие сюда от цинкового электрода, соединяют­ся с выходящими из раствора дегидратирующимися ионами меди; образуются атомы меди, выделяющиеся в виде металла. Соответ­ствующее электрохимическое уравнение имеет вид:

Си²+ + 2е- == Си

Гальванические элементы. Катод. Анод. Схема гальванического элемента. Процессы, протекающие на катоде и аноде.

Приборы и устройства которые используются для преобразования энергии хим. реакции в электрическую энергию называются гальваническими элементами или источниками электрической энергии.

В гальваническом элементе протекает ОВР разделенный на два процесса. На одном электроде процесс окисления, на другом – восстановление.

Анод – это электрод, на котором протекает процесс окисления (знак - )

Катод - – это электрод, на котором протекает процесс восстановления (знак + )

Гальванический элемент (Якоби-Даниэля) состоит из:

1. медной пластины, погру­женной в раствор сульфата меди (медный электрод)

2. цинковой пластины, погруженной в раствор сульфата цинка (цинковый электрод)

3. оба раствора соприкасаются друг с другом (солевой мостик).

Процессы, протекающие на катоде и аноде:

На аноде протекает процесс окисления.

На катоде протекает процесс восстановления.