как рассчитать эдс гальванических элементов
- Гальванический элемент: превращение энергии
- Процессы в гальванических элементах
- Электродный потенциал и уравнение Нернста
- Электродвижущая сила в условиях, отличных от стандартных
Гальванический элемент: превращение энергии
Гальваническим элементом называется устройство, которое способно превращать энергию окислительно-восстановительной реакции в электрическую энергию. Электродвижущая сила является важной характеристикой гальванических элементов и определяется разностью электродных потенциалов катода и анода.
Процессы в гальванических элементах
Работа гальванического элемента основана на процессах, которые происходят на границе металла и раствора. Когда металлические пластины погружены в раствор солями того же металла, положительные ионы его поверхности перемещаются в раствор. В результате этого на поверхности металла образуется избыток электронов, что делает пластину отрицательно заряженной. Между пластиной и положительными ионами раствора возникает электростатическое притяжение, образуя двойной электрический слой и разность потенциалов.
Гальванический элемент состоит из двух металлических пластин, погруженных в растворы солей и соединенных стеклянной трубкой с электролитом, который проводит электрический ток и препятствует смешиванию растворов.
Электродный потенциал и уравнение Нернста
Электродом называется система, состоящая из металлического проводника и раствора электролита. Электродный потенциал - это разность потенциалов на границе металла и электролита. Он зависит от концентрации ионов металла в растворе, его температуры и природы металла. Для определения абсолютной величины электродного потенциала используется уравнение Нернста.
Поскольку абсолютную величину электродного потенциала невозможно измерить, потенциалы металлов определяют по отношению к стандартному водородному электроду, у которого потенциал считается равным нулю.
Электродвижущая сила в условиях, отличных от стандартных
Если нужно измерить электродвижущую силу в стандартных условиях, она рассчитывается как разность электродных потенциалов. Однако, в случае отличных от стандартных условий, электродные потенциалы рассчитываются с помощью уравнений Нернста.
Концентрационный гальванический элемент состоит из двух электродов, изготовленных из одного металла, но погруженных в растворы с разной концентрацией. Пластина в растворе с меньшей концентрацией является анодом, а пластина в растворе с большей концентрацией считается катодом. Со временем концентрация растворов выравнивается и электродвижущая сила становится равной нулю.
