Гальванический элемент, принцип работы

[Мюллер]

Здравствуйте! Объясните пожалуйста в чём заключается принцип работы медь-цинкового гальванического элемента. Почему электроды должны быть помещены в раствор содержащий ионы металла, из которого состоид электрод? Почему между сосудами с электродами необходимо делать солевую трубку? 

Изменено 13 Ноября, 2023 в 09:07 пользователем Мюллер

[Вольный Сяншен]

13.11.2023 в 12:06, Мюллер сказал:

Почему между сосудами с электродами необходимо делать солевую трубку? 

Потому что вот эти ОВР:

Zn-2e->Zn²⁺

Cu²⁺+2e->Cu

должны идти в разных частях гальванического элемента, чтобы эти электроны двигались не напрямую от атома Zn к иону Cu²⁺ , а через провод, тогда мы имеем ток.

13.11.2023 в 12:06, Мюллер сказал:

Почему электроды должны быть помещены в раствор содержащий ионы металла, из которого состоид электрод?

Чтобы ионы меди могли восстанавливаться на медном электроде. Цинковый электрод не обязательно должен быть в растворе соли цинка, ведь там идёт не осаждение цинка из раствора, а растворение. Главное, чтобы возле него в растворе не было ионов меди, а то реакция пойдёт напрямую: Zn+Cu²⁺->Zn²⁺+Cu.

 

[Мюллер]

Про то почему металлические пластинки должны быть погружены в раствор кажется понял: ОВР между металлами (не ионами) не пойдёт, т к металл с степенью окисления 0 не будет принимать электроны, в отличие от иона, который как раз восстановится до ст о 0

13.11.2023 в 16:19, Вольный Сяншен сказал:

Потому что вот эти ОВР:

Zn-2e->Zn²⁺

Cu²⁺+2e->Cu

должны идти в разных частях гальванического элемента, чтобы эти электроны двигались не напрямую от атома Zn к иону Cu²⁺ , а через провод, тогда мы имеем ток.

Чтобы ионы меди могли восстанавливаться на медном электроде. Цинковый электрод не обязательно должен быть в растворе соли цинка, ведь там идёт не осаждение цинка из раствора, а растворение. Главное, чтобы возле него в растворе не было ионов меди, а то реакция пойдёт напрямую: Zn+Cu²⁺->Zn²⁺+Cu.

 

А зачем впринципе солевая трубка нужна, у нас же есть провод, соединяющий 2 электрода? 

[Мюллер]

13.11.2023 в 16:42, Мюллер сказал:

Про то почему металлические пластинки должны быть погружены в раствор кажется понял: ОВР между металлами (не ионами) не пойдёт, т к металл с степенью окисления 0 не будет принимать электроны, в отличие от иона, который как раз восстановится до ст о 0

А зачем впринципе солевая трубка нужна, у нас же есть провод, соединяющий 2 электрода? 

В сосудах будет создаваться избыточный заряд без солевой трубки, в сосуде с цинком "минус", с медью "плюс", но разве это помешает работе гальванического элемента? 

[Вольный Сяншен]

13.11.2023 в 12:47, Мюллер сказал:

В сосудах будет создаваться избыточный заряд без солевой трубки

именно так, атом Zn оставит пару электронов в электроде, а сам в виде иона уйдёт в раствор. Электрод зарядится "-", раствор "+". Если электрическая цепь не замкнута, в какой то момент установится равновесие, так как отрицательно заряженный электрод перестанет принимать электроны, а раствор перестанет принимать ионы.

Чтобы процесс продолжался (чтобы шёл ток), цепь надо замкнуть, электроны по проводу должны уходить на другой электрод к ионам меди, а ионы цинка должны уходить в электролит. Но вместо того, чтобы из анодного пространства уходили ионы Zn²⁺ можно для компенсации положительного заряда электролита обеспечить приток туда отрицательно заряжённых противоионов, например SO₄^2-, которые как раз освобождаются при восстановлении ионов меди в катодном пространстве. Для транспортировки ионов SO₄^2- как раз и нужен солевой мостик.

Вообще в электротехнике действующая электрическая цепь должна быть замкнута.