Разделы презентаций


ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ.ppt презентация, доклад

Содержание

Раствор заряжается положительно.Металл заряжается отрицательно. Ппластина металла притягивает из раствора положительно заряженные ионы металла и удерживает их вблизи его поверхности. На границе металл – раствор образуется двойной электрический слой. Возникновение которого

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ.
В кристалле металла существует равновесие:
Ме0↔Меn++ nе

Металл ион электроны.
При погружении в воду:
Меn+ + mН2О ↔ Меn+∙mН2О
Ион гидратир. ион
Суммарное уравнение этих процессов:
Ме0 + mН2О ↔ Меn+∙mН2О + nе.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ. В кристалле металла существует равновесие:Ме0↔Меn++ nе

Слайд 2Раствор заряжается положительно.
Металл заряжается отрицательно.
Ппластина металла притягивает из раствора

положительно заряженные ионы металла и удерживает их вблизи его поверхности.


На границе металл – раствор образуется двойной электрический слой. Возникновение которого характеризуется электродным (ОВР) потенциалом: ЕМеn+/Ме или Еокисл/восст.

Потенциал, измеренный в стандартных условиях (t=250С, с=1 моль/л, для газообразных веществ р=101,3 кПа) называется стандартным потенциалом и обозначается Е0.

Раствор заряжается положительно.Металл заряжается отрицательно. Ппластина металла притягивает из раствора положительно заряженные ионы металла и удерживает их

Слайд 3



На границе Рt – Н2SО4 устанавливается равновесие:
Н+(р) + е

↔ ½ Н2; ΔG = 0

На границе Рt – Н2SО4 устанавливается равновесие: Н+(р) + е ↔ ½ Н2; ΔG = 0

Слайд 4Величина потенциала водородного электрода зависит от давления и рН среды.
ЕН+/Н

= -0,0295 lg рН2 – 0,059рН.
С увеличением давления и рН

среды электродный потенциал уменьшается.
Е0Н2=0В.
Относительно водородного электрода померены потенциалы всех металлов.
Величина потенциала водородного электрода зависит от давления и рН среды.ЕН+/Н = -0,0295 lg рН2 – 0,059рН.С увеличением

Слайд 5
Н2,Рt│Н+║Меn+│Ме
аН+=1

Токообразующая реакция:
Меn+

+ 1/2 Н2 ↔ Ме + nН+

Н2,Рt│Н+║Меn+│Ме       аН+=1Токообразующая реакция: Меn+ + 1/2 Н2 ↔ Ме + nН+

Слайд 6Электродный потенциал рассчитывается:
Условия: Т≠250С, СМеn+≠1 моль/л:


2) Условия: Т=250С, СМеn+ ≠

1 моль/л:
3) Условия: Т=250С, СМеn+ = 1 моль/л:
ЕМеn+/Me= Е0Mеn+/Me
Для разбавленных

растворов аМеn+=сМеn+.
Электродный потенциал рассчитывается:Условия: Т≠250С, СМеn+≠1 моль/л:2) Условия: Т=250С, СМеn+ ≠ 1 моль/л:3) Условия: Т=250С, СМеn+ = 1

Слайд 7Выводы из электро-химического ряда напряжений металла
1) Чем левее в ряду

стоит металл, тем он активнее, тем легче отдает электроны, тем

труднее его ионы принимают электроны, т.е. восстанавливаются.
2) Каждый металл вытесняет все следующие за ним в ряду металлы из растворов их солей.(кроме металлов левее магния, т.к. они сначала взаимодействуют с водой, вытесняя водород).
3)металлы, левее водорода, вытесняют водород из кислот не окислителей (НС1, СН3СООН, Н2SО4(р) и др.).
4)металлы, после водорода не могут вытеснять водород из кислот не окислителей.
Выводы из электро-химического ряда напряжений металла1) Чем левее в ряду стоит металл, тем он активнее, тем легче

Слайд 8Устройства, которые превращают химическую энергию ОВР в электрическую называются гальваническим

элементом.

Е0Zn2+/Zn < Е0Cu2+/Cu
Цинк-анод, медь-катод
А(-) Zn0 – 2е ↔ Zn+2
К(+)Cu+2 +2е ↔ Сu0
_______________________________
Cu+2 + Zn0 ↔ Сu0 + Zn+2.
Устройства, которые превращают химическую энергию ОВР в электрическую называются гальваническим элементом.

Слайд 9При работе этого элемента протекают процессы:
Реакция окисления. Процессы окисления

в электрохимии называются анодными, а электроды, на которых идут процессы

окисления, называются анодами.
2) Реакция восстановления. Процессы восстановления в электрохимии называются катодными, а электроды, на которых идет восстановление, называются катодами.
3) Движение электронов во внешней цепи.
4) Движение ионов в растворе : анионов к аноду, а катионов к катоду.
Схема медно-цинкового гальванического элемента:
А(-)Zn│ Zn+2║ Cu+2│Сu (+)К
│______________↑

При работе этого элемента протекают процессы: Реакция окисления. Процессы окисления в электрохимии называются анодными, а электроды, на

Слайд 10Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе

гальванического элемента называется электродвижущей силой (ЭДС) элемента.
ε=Ек – Еа
Стандартной

называется ЭДС элемента, если парциальные давления исходных веществ и продуктов реакции равны 1 или активности исходных веществ и продуктов реакций равны 1.
Максимальная работа ГЭ:Wм.р=nFЕ.
Максимальная полезная работа: Wм.п.р=- ΔG.
Wм.р=Wм.п.р , поэтому ΔG =- nFЕ

Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе гальванического элемента называется электродвижущей силой (ЭДС) элемента.

Слайд 11Равновесные потенциалы электродов могут быть определены в условиях отсутствия в

цепи тока. При прохождении электрического тока потенциал электродов изменяется.
Изменение

потенциала электрода при прохождении тока называется поляризацией:
ΔЕ = Еi – Ер
В зависимости от площади электрода при одном и том же потенциале могут быть разные токи.
Отношение тока I к площади электрода называется плотностью тока i:
i=I/S.
Равновесные потенциалы электродов могут быть определены в условиях отсутствия в цепи тока. При прохождении электрического тока потенциал

Слайд 12 Графическая зависимость потенциала от плотности тока называется

поляризационной кривой.

Величину поляризации электрода
можно определить по разности
между потенциалом при прохождении
тока Еi и равновесным потенциалом Ер.
Для получения большего тока
необходимо большее отклонение
потенциала от его равновесного
значения. Т.о. скорость электрохимической
реакции можно увеличивать
увеличением поляризации.
Поляризация тем выше, чем больше плотность тока.
Графическая зависимость потенциала от плотности тока называется поляризационной кривой.

Слайд 13Электрохимические реакции протекают в три стадии:
а) подвод реагентов к электроду;
б)

электрохимическая реакция;
в) отвод продуктов реакции от электрода
Изменение потенциала электрода,

вследствие изменения концентрации реагентов в при электродном слое при прохождении тока называется концентрационной поляризацией.
Изменение концентрации реагентов вызывает замедленность подвода реагентов к электроду или отвода продуктов реакции от электрода.
С увеличением плотности тока увеличивается концентрационная поляризация.

Концентрационная поляризация уменьшается с увеличением коэффициента диффузии и концентрации реагента и уменьшении толщины диффузионного слоя.

Электрохимические реакции протекают в три стадии:а) подвод реагентов к электроду;б) электрохимическая реакция;в) отвод продуктов реакции от электрода

Слайд 14Изменение потенциала, обусловленное замедленностью электрохимической стадии называется электрохимической поляризацией или

перенапряжением.
Скорость электрохимической реакции увеличивается с увеличением температуры и использовании катализаторов,

т.к. снижается энергия активации.
Связь между перенапряжением ΔЕэл. и плотностью тока: ΔЕэл = а + b lgi, где а и b – константы.
b зависит от природы реакции и температуры ( при 298 К обычно имеет значение 0,03 – 0,15; чаще 0,10 – 0,12).
а- зависит от природы реакции, материала электрода, состава раствора и температуры.
Изменение потенциала, обусловленное замедленностью электрохимической стадии называется электрохимической поляризацией или перенапряжением.Скорость электрохимической реакции увеличивается с увеличением температуры

Слайд 15а и b определяют из графиков зависимости поляризации от логарифма

плотности тока.
Снижается перенапряжение применением электродов–катализаторов, увеличением температуры, концентрации реагентов. Перенапряжение

не зависит от перемешивания раствора.
а и b определяют из графиков зависимости поляризации от логарифма плотности тока.Снижается перенапряжение применением электродов–катализаторов, увеличением температуры,

Слайд 16ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ
Гальванический первичный элемент - устройство для

прямого преобразования химической энергии заключенных в них реагентов в электрическую.


Реагенты (окислитель и восстановитель) входят непосредственно в состав гальванического элемента и расходуются в процессе работы. Является источником тока одноразового действия.
Характеристики ГЭ:
Напряжение элемента меньше ЭДС из-за поляризации электродов и омических потерь. При увеличении плотности тока U уменьшается.
2) ЭДС. При уменьшении концентрации реагентов ЭДС уменьшается.
3) Емкость элемента – это количество электричества, которое источник тока отдает при разрядке. При увеличении тока разряда и уменьшении температуры емкость элемента уменьшается.
4) Энергия элемента равна произведению его емкости на напряжение. Увеличивается с увеличением количества реагентов, запасенных в элементе, увеличением температуры, уменьшением тока разряда.
5) Удельная энергия- энергия, отнесенная к единице массы или объёма элемента. При увеличении тока удельная энергия элемента уменьшается.
6) Сохранимость - срок хранения элементов, в течение которого его характеристики остаются в заданных пределах. С увеличением температуры сохранимость уменьшается.
ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИГальванический первичный элемент - устройство для прямого преобразования химической энергии заключенных в них

Слайд 17Пример гальванического элемента
Сухой марганцево-цинкового элемент:
(+) MnО2, С│ NН4С1│Zn (+).
На

аноде:
анодное окисление цинка
На катоде:
Mn (IV) восстанавливается до Mn(III).

Токообразующая реакция:
Zn+NН4С1+2MnО2=[Zn(NН3)2]С12+2MnООН
Пример гальванического элементаСухой марганцево-цинкового элемент: (+) MnО2, С│ NН4С1│Zn (+).На аноде: анодное окисление цинкаНа катоде: Mn (IV)

Слайд 18Топливные элементы
Топливный элемент - окислитель и восстановитель хранятся вне элемента

и в процессе работы подаются к электродам, которые не расходуются,

элемент может работать длительное время.
Удельная энергия топливного элемента значительно выше энергии гальванических элементов.
Кислородно-водородной топливный элемент с щелочным электролитом:
Н2,М│КОН│М,О2
М – проводник 1-го рода, играющий роль катализатора электродного процесса и токоотвода.
На аноде: Н2 +2ОН- -2е = 2Н2О.
На катоде: ½ О2 + Н2О +2е = 2ОН-
Токообразующая реакция: Н2 + ½ О2 = Н2О.
Топливные элементыТопливный элемент - окислитель и восстановитель хранятся вне элемента и в процессе работы подаются к электродам,

Слайд 19Свойства топливных элементов
Топливные элементы имеют ЭДС=1,0 – 1,5 В.
Напряжение

меньше ЭДС. Снижение поляризации топливного элемента достигается применением катализаторов, увеличением

поверхности электродов, повышением температуры и концентрации (или давления) реагентов.
В отличии от ГЭ топливные могут работать без вспомогательных устройств. Для увеличения напряжения топливные элементы соединяются в батареи.
Установку состоящую из батарей топливных элементов, систем хранения, обработки и подвода топлива и окислителя, отвода продуктов реакции, поддержания и регулирования температуры в элементах, а также преобразования тока и напряжения, называют электрохимической энергоустановкой.
Эти установки преобразуют химическую энергию в электрическую и имеют более высокий КПД по сравнению с тепловыми машинами, меньше загрязняют окружающую среду.
Свойства топливных элементовТопливные элементы имеют ЭДС=1,0 – 1,5 В. Напряжение меньше ЭДС. Снижение поляризации топливного элемента достигается

Слайд 20Аккумуляторы
Аккумуляторы - устройства, в которых электрическая энергия превращается в химическую,

а химическая – снова в электрическую.
Процесс накопления химической энергии –это

заряд аккумулятора, процесс превращения химической энергии в электрическую – разряд аккумулятора.
При заряде аккумулятор работает как электролизер, при разрядке – как ГЭ.
Процессы зарядки и разрядки осуществляются многократно

АккумуляторыАккумуляторы - устройства, в которых электрическая энергия превращается в химическую, а химическая – снова в электрическую.Процесс накопления

Слайд 21Схема работы свинцового аккумулятора:
На аноде:

На катоде:

Суммарная реакция:

Достоинства: высокий КПД,

высокую ЭДС и малое её изменением при разрядке.
Недостатки: большая

удельная энергия, саморазряд аккумулятора при хранении и малых срок службы.
Схема работы свинцового аккумулятора:На аноде: На катоде:Суммарная реакция:Достоинства: высокий КПД, высокую ЭДС и малое её изменением при

Слайд 22Щелочные аккумуляторы
Положительный электрод содержит гидроксид никеля, отрицательный – соответственно кадмий

или железо. Ионным проводником служит 20-23%-ный раствор КОН.
Суммарная токообразующая реакция

для никель – кадмиевого аккумулятора:

Суммарная токообразующая реакция для никель – железного аккумулятора:


Достоинства: большой срок службы и высокая механическая прочность.
Недостатки: невысокие КПД и напряжение.

Щелочные аккумуляторыПоложительный электрод содержит гидроксид никеля, отрицательный – соответственно кадмий или железо. Ионным проводником служит 20-23%-ный раствор

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика