Гальванические элементы – химические источники тока. Принцип действия ГЭ. Электродвижущая сила элемента, её расчёт и измерение

ГЭ – это устройство, в котором химическая энергия превращения в электрическую.

Основу химических источников тока составляют два электрода (анод, содержащий окислитель, и катод, содержащий восстановитель), контактирующих с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила, соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие химических источников тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно-разделённых процессов: на катоде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят, создавая разрядный ток, по внешней цепи к аноду, где они участвуют в реакции восстановления окислителя.

В современных химических источниках тока используются:

в качестве восстановителя (на катоде) — свинец Pb, кадмий Cd, цинк Zn и другие металлы;

в качестве окислителя (на аноде) — оксид свинца(IV) PbO2, гидроксооксид никеля NiOOH, оксид марганца(IV) MnO2 и другие;

в качестве электролита — растворы щелочей, кислот или солей.

ЭДС = Екатода – Еанода (все положительная величина). Измеряется в вольтах.

Коррозия металлов, её классификация по механизму протекания процесса, по характеру коррозионной среды и разрушения поверхности металла. Коррозия по электрохимическому механизму: процессы на анодных и катодных участках. Факторы, влияющие на скорость коррозии.

Коррозией называется разрушение металлов сплавов в результате взаимодействия их с окружающей средой.

Коррозия металлов классификация:

По виду коррозионной среды

Газовая, атмосферная, почвенная, жидкостная

По механизму разрушения

Химическая

Электрохимическая

Биохимическая

По характеру разрушения

Равномерная

неравномерная.

При коррозии по электрохимическому механизму осуществляется переход электронов от Анода к Катоду.

К факторам электрохимической коррозии относят температуру, скорость движения агрессивной среды, давление, поляризацию внешним током.

Методы защиты металлов от коррозии: изоляционные, электрохимические, воздействие на агрессивную среду, легирование. Металлические покрытие катодные и анодные. Электродные процессы, протекающие при нарушении покрытий.

Защита от коррозии:

Конструктивные метод Уменьшение агрессивности среды за счёт введения ингибиторов

Защитные покрытия Электрохимические методы (катодная и протекторная защита)

1) Органические (лаки, краски, клеи, эмали и др.)

2) Неорганические

Ме Оксидные плёнки

Анодные катодные

Защита металлов, основанная на изменение их свойств, осуществляется

или специальной обработкой их поверхности, или легированием. Обработка

поверхности металла с целью уменьшения коррозии проводится одним из

следующих способов: покрытием металла поверхностными пассивирующими

пленками из его трудно растворимых соединений (окислы, фосфаты, сульфаты,

вольфраматы или их комбинации), созданием защитных слоев из смазок,

битумов, красок, эмалей и т.п. и нанесением покрытий из других металлов,

более стойких в данных конкретных условиях, чем защищаемый металл (лужение,

цинкование, меднение, никелирование, хромирование, свинцование, родирование

и т.д.).

По механизму защиты различают анодные и катодные металлические покрытия. Металл анодных покрытий имеет электродный потенциал более отрицательный, чем потенциал защищаемого металла. При действии растворов электролитов в возникающим коррозионном элементе основной металл–покрытие основной металл является катодом и поэтому при достаточно большой площади покрытия не разрушается, а защищается электрохимически за счёт растворения металла покрытия. Примерами анодных покрытий являются покрытия железа цинком и кадмием. Анодные покрытия на железе, как правило, обладают сравнительно низкой стойкостью.

Катодные металлические покрытия, электродный потенциал которых более электроположителен, чем потенциал основного металла, могут служить надёжной защитой от коррозии только при условии отсутствия в них сквозных пор, трещин и других дефектов, так как они механически препятствуют проникновению агрессивной среды к основному металлу. Примерами катодных защитных покрытий являются покрытия железа медью, никелем, хромом и т.п."

Электролиз. Последовательность процессов на аноде и катоде при электролизе водных растворов. Явление перенапряжения. Электролиз с растворимым и нерастворимым анодами. Законы Фарадея. Аккумуляторы. Механизм действия кислотных и щелочных аккумуляторов.

Высокомолекулярные соединения. Мономер, олигомер, полимер. Классификация полимеров. Методы получения и полимеров: реакции полимеризации и поликонденсации. Основные стадии процесса: инициирование, рост цепи, обрыв цепи. Основные представители полимеризационных и поликонденсационных полимеров.

Полимеры - химические соединения с высокой мол. массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев). Атомы, входящие в состав макромолекул, соединены друг с другом силами главных и координационных валентностей.

Поиск по сайту: