Qo'rg'oshin kislotali akkumulyator. Elektrokimyoviy elementlar Batareyalarda oksidlanish tipidagi reaktsiyalar

elektrokimyo

Zaylobov L.T., Toshkent davlat pedagogika universiteti aspiranti IM. Nizomiy (O'zbekiston)

VICORISTAN INNOVATIV TEXNOLOGIYALARIDA AKSIYALAR TO'G'RISIDAGI OQISH-VINNAR REAKSIYALARIDA JARAYONLARNI KO'RSATISh

Qo'rg'oshin akkumulyatorida sodir bo'ladigan oksidlanish-asosiy reaktsiyalar jarayonlarini namoyish etishning animatsion modeli taqdim etilgan. innovatsion texnologiyalar... Ushbu nizom kimyo fanidan vafot etgan bolalar akademik litsey va kollejlari olimlariga tavsiya etiladi.

Kalit so'zlar: oksidlanish-etakchi reaktsiyalar, galvanik element, akkumulyator, qo'rg'oshin-kislotali akkumulyator, H2S04 parchalanishi, elektrod, animatsion model, metall qo'rg'oshin, elektr jeti natijasi-zaryad, yangilanish-zaryad, elektr, elektr.

INNOVATIV TEXNOLOGIYALARNI QO'LLANGAN hujayralardagi oksidlanish-kamayish reaksiyalari bo'yicha ta'limni rivojlantirish.

Innovatsion texnologiyalarni qo'llagan holda plumbum batareyasida o'tadigan oksidlovchi-rekonstruksiya reaktsiyalarini o'rganishning animatsion modeli taqdim etildi. Ushbu maqola kimyo fanini chuqur o'rganadigan akademik litsey va kollejlar uchun tavsiya etiladi.

Kalit so'zlar: oksidlovchi -rekonstruksiya reaktsiyalari, galvanik element, akkumulyator, qo'rg'oshinli akkumulyator, H2S04 eritmasi, elektrod, animatsion model, metall qo'rg'oshin, elektr tokining ko'tarilishi - toifa, rekonstruksiya - zaryad, ionlar, o'tkazuvchanlik.

Bu soatda galvanik elementlar keng qo'llaniladi - batareyalar va akkumulyatorlar hayotimizning katta qismi emas. Akkumulyatorlarda sodir bo'ladigan oksidlanish va umumiy jarayonlar kimyoni o'zlashtirish qiyin. Muayyan ma'lumotga ega bo'lmagan va tushunarsiz bashorat qilmaganlar tomonidan berilgan tushuntirish butun muammoning asosiy sababidir.

Galvanik elementlarda sodir bo'ladigan oksidlovchi va asosiy reaktsiyalarda elektronlarning davriy ko'chishini faqat qo'shimcha innovatsion texnologiyalar uchun ko'rsatish mumkin. Bu jarayonlarning dinamik modeli kompyuter yordamida namoyish etiladi. O'quvchilarga darsni maslahat berish uchun animatsiya va namoyish asosida kompyuter darslarini o'tkazish uchun elektron ma'lumotlarni tayyorlash.

Qo'rg'oshin akkumulyator batareyasi. Elementlarda tajovuzkor reaktsiyalar mavjud: Enodda: Pb + SO43 ^ PbSO4 + 24

Katodlarda: Pb O2 + SO42 + 24 ^ PbSO4 + 2H2O Batareyaning aylanish quvvati bor (uni zaryadlash mumkin), mahsulotning bir qismi u bilan reaksiyaga kirishadi - ikkala elektrodda qo'rg'oshin sulfati plitalarga yotqiziladi, lekin tarqalmagan Bu erda tasvirlarning elementlaridan biri qo'rg'oshin akkumulyator batareyasi ha 2 V ga yaqin; 6 yoki 12 V kuchlanishli batareyalarda oxirgi marta tasvirlangan elementlarning uch yoki undan ko'prog'i ishlatiladi.

Birinchi qo'rg'oshin kislotali akkumulyator 1859 yilda frantsuz vcheny Gaston Planté tomonidan ishlab chiqarilgan. Akkumulyatorning konstruktsiyasi tuvaldan ajratgichlar bilan ajratilgan, qo'rg'oshinli elektrodiod bo'lib, ular spiralga yoqib yuborilgan va 10% li xlorid kislotasi bo'lgan idishga joylashtirilgan. Birinchi qo'rg'oshin-kislotali akkumulyatorlarning bir nechtasi unchalik ko'p emas.

Qal'aning to'pi qo'rg'oshin akkumulyatori bilan implantatsiyaga tayyor. Sharoblar qo'rg'oshinli qo'rg'oshinli plastinkalardan saqlanadi, ulardan biri qo'rg'oshin dioksidi bilan to'ldirilgan va metall - shimgichli qo'rg'oshin. Plitalar N2804 ning 35-40% diapazonida zerikkan; pitomaning yuqori konsentratsiyasida sir kislotasi diapazonining elektr o'tkazuvchanligi maksimal bo'ladi.

Batareya robotlashtirilganida - zaryadsizlanganda - yangi oksidlanish reaktsiyasida, metall qo'rg'oshi oksidlanadi:

Pb + 804-2 = Pb804 + 2d yoki Pb-2d = Pb + 2

Va qo'rg'oshin dioksidi kiritiladi:

Pb02 + 2H2804 = Pb (804) 2 + 2H20

Pb (804) 2 + 2d = Pb804 + 80 ^ 2 yoki Pb + 4 + 2d = Pb

Oksidlanganda metall qo'rg'oshin atomlari tomonidan so'riladigan elektron, yangilanganida qo'rg'oshin PbO2 atomlari tomonidan qabul qilinadi; elektronlar bitta elektroddan oxirgi nayzaga ko'ra oxirgi elektrodga uzatiladi.

Bunday darajadagi boules va viprobuvani kimyoviy jarayonlar, Scho animatsion model yaqinidagi akkumulyatorlarga o'tishi. Bu ko'rsatkichlarda elektr tokchasining natijasi - zaryad, yangilanish - bu zaryad. Teri reaktsiyalarining paydo bo'lishi kurtakdagi ionlarning qulashi bilan izohlanadi.

p-1,23-1,27 g / ml

Ichki lanset (N2804 diapazonida) akkumulyator robotining uzatilishidan bir soat oldin bor.

ioniv. Ioni 804 anodga, Ioni H + esa katodga qulaydi. To'g'ridan -to'g'ri, u elektr maydon bilan o'ralgan, bu elektrodinamik jarayonlar oqimining natijasidir: anodda anion anioni, katodda esa - kation. Buzilish natijasida u elektr neytralga aylanadi.

Qo'rg'oshinning oksidlanishi va Pb02 ning yangilanishi tufayli vnyannya maydoniga kelsak, keyingi robot (qo'rg'oshin) paytida qo'rg'oshin akkumulyatoriga zid bo'lgan umumiy teng reaktsiya mavjud:

Pb + Pb02 + 4H ++ 2B04

2PbB04 + 2H2O

E.r.w. zaryadlangan qo'rg'oshin-kislotali akkumulyator taxminan 2V. Batareya zaryadsizlanishi dunyosida katod (Pb02) va anod (Pb) materiallari shikastlangan. Vitrakat va sirchan kislotasi. Batareyani to'ldirish joyida katta bosim bo'lganda. Agar u qiymatdan kattaroq bo'lsa, ekspluatatsiya ongiga ruxsat beriladi, batareya qayta zaryadlanadi.

Zaryad qilish (yoki zaryad qilish) uchun akkumulyator oxirgi dzherel strumaga ulanadi (ortiqcha ortiqcha va minus minusgacha). Qachonki butun oqim bo'lsa, u batareya zaryadsizlanganda o'tadigan oqimga qarama -qarshi, to'g'ri chiziq bo'ylab akkumulyator orqali oqadi. Elektrodlardagi elektrokimyoviy jarayonlar natijasida "zvertayutsya". Qo'rg'oshin elektrodlari endi yangilanish jarayonidan o'tmoqda:

Pb804 + 2H ++ 2d = H2B04 + Pb elektrodni katodga aylantirish uchun. Pb02 elektrodlarida oksidlanish jarayoni davom etmoqda:

Pb804 + 2H + -2d = Pb02 + H2804 + 2H +

Otze, butun elektrod to'qqizinchi anoddir. Ular razchini bo'g'ozlarida qulab tushadi, zvorotnyx tim, ular qanday hid bilan robot akkumulyator bilan harakat qilishdi.

Qolgan ikkita zaxira bor, ular akkumulyator zaryad olganda hisobga olinishi mumkin:

2PbS04 + 2N0 ^ Pb + Pb02 + 2H2B04

Bu jarayon batareyali robotning ish vaqtiga to'g'ri keladigan jarayonga qarama -qarshi ekanligini ta'kidlash muhim emas: batareya zaryad olayotganida, robot uchun zarur bo'lgan so'zlardan foydalanish kerak.

Qo'rg'oshinli akkumulyatorlar hozirgi mavjud bo'lgan kimyoviy dzherel struma o'rtasida eng keng tarqalgan. Keng miqyosda, bu turdagi saqlash tashqi ko'rinishdagi materiallarning kamligi, shuningdek, akkumulyatorlarning keng assortimentini qo'llab -quvvatlaydigan boshqa turdagi akkumulyatorlarning amortizatsiyasi natijasida ko'rinadigan past narxdan boshlanadi.

Ushbu qo'rg'oshin akkumulyatorida sodir bo'ladigan jarayonlarning yangi turg'unligi, modelning g'olib animatsiyasi, olimlarga mavzuni ratsionalizatsiya qilish uchun muhim bo'lgan fonni osonroq qabul qilishga imkon beradi.

ADABIYOT

1. R.Dikerson, G. Grey, J. Balandlik. Kimyoning asosiy qonunlari. Vidavnitstvo "Svit" Moskva 1982. 653 -yillar.

2. Deordiev S.S. Akkumulyatorlar ularni kuzatib turadi. K .: Texnika, 1985.136 yillar.

3. Elektrotexnik yordamchi. 3 jilddan iborat 2 -jild. Elektrotexnik virobi va qo'shimchalar / pid zag. ed Professor MEI (bosh muharrir I. M. Orlov) va boshqalar. 7 marta ko'rib chiqildi. 6 rev. men qo'shaman. Moskva: Vishcha maktabi, 1986.712 p.

qo'rg'oshin batareyasi

Naybilshe qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorni kengaytiradi. Ichki yonish dvigatellarini ishga tushirish, favqulodda yoritish, radio va telefon uskunalari uchun dzherel oqimi bo'lib xizmat qilish va mustaqil qurilmalar va stansiyalarda va boshqa maqsadlarda foydalanish uchun yutib oling.

Pb-kislotali akkumulyator qo'rg'oshin anod va katoddan qo'rg'oshin (IV) oksidi bilan to'ldirilgan qo'rg'oshin panjarasi yonida saqlanadi. Elektrolit sirchan kislotasi vazifasini bajaradi. EA robotlari bitta elektrodda (anod) bo'lganda, qo'rg'oshin oksidlanish bosqichlari 0 dan +2 gacha (tushirish) va +2 dan 0 gacha (zaryad) o'zgaradi, boshqa elektrodda (katod) qo'rg'oshin +4 dan +2 gacha (tushirish) va navpaki (zaryad) gacha oksidlanadi.

Qo'rg'oshin akkumulyatoriga berilib ketgan strum, anodli plastinkalar bilan dekalkomdan tortib olinadigan bir qator plitalar ko'rinishi yaqinida katod qurish orqali mustahkamlanishi mumkin (9.4 -rasm). Kozhen takiy EA taxminan 2 V ga teng bo'lgan sug'orish beradi.

Elektroliz.

Elektrolitlar ro'yxatida va eriganida, ular oilaning barcha qismlari singari, tartibsiz Rossiyada uchraydigan oni (kation va anioni) belgisiga ko'ra farq qiladi. Yaksho bunday elektrolitik eritmada, masalan, NaCl ( ) Zanuriti elektrodlari va elektr tokini o'tkazib yuboradi, keyin ular elektrodlarga qulab tushadi: kation

Na + + = Na 0 (katod)

2Cl - - 2e = Cl 2 (anod)

Oksidlanish jarayoniga qarshi anoddagi Tsya reaktsiyasi - OVR, katodda - yangilanish jarayoni.

Elektroliz - bu rozet yoki elektrolit eritmasidan elektr oqimi o'tganda elektrodlar ustida ishlaydigan oksidlovchi jarayon.

Elektrolizning mohiyati kimyoviy reaktsiyalar uchun elektr energiyasi bilan ta'minlashga asoslangan - katodlarda yangilanish va anodda oksidlanish. Shu bilan birga, katod elektr kationiga yuboriladi, anod esa anionga elektr uchun qabul qilinadi.

Elektroliz jarayoni diagramma yordamida tasvirlanadi, chunki u elektrolitlar dissotsilanishini to'g'ridan -to'g'ri ionlar manbaiga, elektrodlar va nutq jarayonlarini ko'rsatadi. NaCl elektrolizining sxemasi:

anod katod

Elektrolizni amalga oshirish uchun elektrodiagnoz diapazonda yoki elektrolitning erishi va dzherel struma bilan bog'lanishida amalga oshiriladi. Shu bilan birga, elektrolizni amalga oshirish uchun elektrolizator yoki elektrolitik hammom deyiladi.

Elektrolizning suvli eritmalarining elektrolizi.

Agar jarayonlarda elektroliz elektroliz qilinsa, suv molekulasining taqdiri yo'qolishi mumkin. Katodning yangilanishi uchun potentsial talab qilinadi, molekulalarning yangilanishi uchun esa kuchlanish teng bo'ladi.

Buning uchun katodda vodi katodlari bo'ladi:

katod

va anodda oksidlangan xlor ioni bo'ladi:

Ular katodga yaqin joyda to'planib, spiral natriy gidroksidi hosil qiladi.

Anod va katod jarayonlari

Standart standart potentsiali yuqori bo'lishi mumkin bo'lgan Kationi metal, pastda

suv (shu jumladan), elektroliz sodir bo'lganda, katodda quvvat hosil bo'ladi.

Standartning kichik qiymati bo'lishi mumkin bo'lgan katyonli metall

Katodlarga elektrod potentsiali (shu jumladan) kiritilmaydi, lekin ularning o'rniga qo'rg'oshin molekulalari kiritiladi.

Agar suvli eritma metall metallarning kationidan qasos olmoqchi bo'lsa, katodlarda elektrodlar ko'rinsa, ular metallning standart elektrod potentsialining o'zgarishi tartibida bo'ladi.

sepmoq.

Anodda sodir bo'ladigan reaktsiyalarning tabiati molekulalarning mavjudligi, shuningdek, nutqdan, anodning parchalanishidan kelib chiqadi. Anodni o'zgartiring (Cu, Ag, Zn, Cd, Ni) va vaqtinchalik bo'lmagan (Vugilla, grafit, Pt,).

Anion oksidlanish (kislotali va kislotali bo'lmagan kabi) elektroliz jarayonida anodda oksidlanadi;

Anodning parchalanishi elektroliz paytida oksidlanadi, shuning uchun u doimiy nayzaga ega bo'lishi mumkin.

va anod tozalanadi.

Vaqtinchalik bo'lmagan elektrodlar bilan qanday ishlaydi?

Butt 2. javob bermaydigan elektrod bilan.

katod anod

e

Agar katod va anod bo'shlig'i bo'limga bo'linmasa, unda:

Ilova 4. Elektroliz rozchinu

Electrodi z midi

Katod (Cu) anod: e

5) Elektrodlar bilan elektroliz

Faradey qonuni

Elektrolizning eng yaxshi qonuni

m- nutq massasi. elektrodlarda ko'rinib turganidek (g)

n- oksidlangan deb hisoblanadigan elektronlar soni

I - strumu kuchi (A)

M- molar stol nutqlar, elektrodlarda qanday ko'rish mumkin

F- post_yna Faraday 96485

t- soat (soniya)

Galvanik elementda elektr qobig'ining ishdan chiqishi va o'tishining sababi elektrodinamik potentsialning farqidir.

Standart yangilanish imkoniyati - suv eritmasida oksidlanish bilan bog'liq reaktsiyalarga kirish uchun butun dunyo salomatligi nutqi (abo ion molekulalari).

Oksidlanish-etakchi reaktsiya bo'lishi mumkin

de

- oksidlovchi moddani yangilashning standart salohiyati.

Etakchining yangilanishi uchun standart potentsial.

ravnannya Nernst:

de - metallning elektr potentsiali, V;

Metall uchun standart elektr potentsiali, V;

Umumjahon gaz (8,31 J / mol;

Mutlaq harorat, K;

Elektron, scho soni reaksiyada qatnashadi;

Post-Faraday aloqalari (96,500 S / mol).

Har qanday galvanik elementning EPC standart elektron potentsiallari E o farqidan tashqari hisoblanishi mumkin. Ko'p onaga hurmat ko'rsatgan holda, EPC har doim ijobiy qiymatdir. Buning uchun katta algebraik qiymat bo'lgan elektrodning potentsiali talab qilinadi, algebraik qiymati kamroq.

E = E haqida c - E haqida zn = (+ 0.34) - (-0.76) = 1.10 V

E = E. haqida ok - E. haqida vos-l

E haqida ok -l - katta algebraik qiymatga ega elektrodning salohiyati.

E haqida vos -l - elektrod potentsiali kamroq algebraik qiymatga ega.

Qo'shimcha maqsad 4.

Elektroliz jarayonlarining kilkisna xususiyatlari Faradey qonuni :

Elektrolizning elektrolizini bilganidek, stol elektrolizning elektrodlariga o'rnatiladi, ular rozchin orqali o'tadigan yoki elektrolizning erishi va unga teng bo'lgan massalar soniga to'g'ri proportsionaldir. elektroliz

Faraday qonuni hujumkor raqibga aylanadi:

Nutqni qayta yaratish uchun, da'vo qilgandan keyin De - stol scho;

E - yogo ekvivalent massasi, g ekv;

Men - strumaning kuchi, A;

t - soat, soniya;

F - Faraday kontaktining raqami (96,500 S / mol), shuning uchun elektr energiyasi nutqning bir ekvivalentini elektr konvertatsiya qilish uchun talab qilinadi.

dumba 1: CuSO 4 ni 4 A kuchida 1 yil elektroliz qilishda katodlarda ba'zi grammlar ko'rinadi.

Qaror: Faradeyning E = 32, I = 4 A, t = 6060 = 3600 s teng qiymatlarida berilgan CuSO 4 eshik = da muhitning ekvivalent massasi.

= 4.77 m

dumba 2: Metallning ekvivalentini hisoblang, bilaman, xlorli metalning elektrolizi paytida 3880 ta hujayralar vitrlanadi va katodda 11, 74 g metall ko'rinadi.

Qaror: Faradeyning vivodimo E =, bu erda m = 11,742 g; F = 96 500 S / mol; Bu = Q = 3880 Cl.

E = = 29,35

dumba 3: K 2 SO 4 elektrolizida katodda necha gramm kaltsiy gidroksidi o'rnatildi, shu bilan birga anodda 11,2 litr kislota ko'rindi?

Qaror: Ekvivalent hajmi kisnyu (n.u.) 22,4 / 4 = 5,6 litr. Otzhe, 2 ta ekvivalent moyni almashtirish uchun 11,2 litr. Katodda KOH uslublari va ekvivalentlari o'rnatildi. Abo 56 2 = 112,7 (56 g / mol - molyar va KOH ekvivalent og'irligi).

Oksidlanish va yangilanish haqida elektron xabarnoma. Kimyoviy reaktsiyalar o'zgarishsiz muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin, masalan, elementlarning oksidlanish bosqichining o'zgarishi, masalan:

Agar birinchi qo'llanishda (neytrallash reaktsiyasi) u oksidlanish bosqichining elementlaridan o'zgarmasa, ikkinchisida - sink oksidlangan +2 dan 0 pog'onagacha va uglerod bilan oksidlangan 0 dan +2 bosqichgacha o'zgaradi.

Elementlar oksidlanishining qishki bosqichidan o'tadigan reaktsiyalar oksidlanish tipidagi reaktsiyalar deb ataladi.

Oksidlanish bosqichining o'zgarishi, shubhasiz, aylanishi mumkin bo'lgan ikkita elektronning ko'mirdan sinkga o'tishi bilan bog'liq. oksidlanish va yangilanish uchun elektron echimlar, katlanganda bering Ekvivalent oksid reaktsiyasi:

xizmatchi oksidlanish;

oksidlovchi yangilanish;

element, viddaê elektron, chaqiriladi xizmatchi, reaktsiya jarayonida oksidlanish, yogo oyoqlari bo'lish uchun oksidlanadi.

element, qabul qilmoq elektron, chaqiriladi oksidlovchi, reaktsiya jarayonida yangilash, yogo oyoqlari oksidlanish o'zgaradi.

Oksidlanish va tortib olish haqidagi tushunchani oddiy elementlardan o'ch olish uchun oddiy va katlanadigan nutqqa ham kengaytirish mumkin. Bosh qahramonning rahbarligida oddiy so'z bor: uglerod C, oksidlangan - katlanadigan nutq: sink oksidi ZnO.

Zahalda oksidlovchi -muhim reaktsiyani qaytarish mumkin, natijada bosh qahramon oksidlovchi, oksidlovchi esa indikativga aylanadi:

xizmatchi - yo'q ↔ oksidlovchi

oksidlovchi + ne ↔ kotib

Bunday darajadagi oksidlovchi -etakchi reaktsiya - bu ikkita usulning notekis biri - oksidlanish va yangilanish, bundan tashqari, etakchi bo'lgan va oksidlovchi reaktsiya tomonidan qabul qilingan bir qancha elektronlar.

Oddiy va katlanadigan nutqning oksidlovchi-muhim kuchi. Oddiy nutq - otilgan, kichik elektronegativ, ba'zida elektronikani iste'mol qilish oson, ko'rsatiladi doimiy ravishda. Naybilsh yaskravo eng mayda metallarning burilish va burilishlarini hidlaydi. Oddiy so'zlar uchun - ajoyib elektronegativ xarakterga ega bo'lgan metallar quvvat oksidlanishi. To'liq oksidlovchi f ftor, shuningdek kislotalilikning oksidlanish kuchi (ftor bilan reaktsiyadan tashqari, de kisen qo'shimchalar rolini o'ynaydi). Biroq, umuman past elektr qarshiligiga ega bo'lgan metallar, masalan, uglerodda, oksidlar tartibidagi suv, ajoyib quvvat ko'rsatishi mumkin, bu esa elektr energiyasini ko'proq oksidlovchi qiladi.

Qatlamli nutqlar omborga kiritilishi mumkin bo'lgan elementlarning oksidlanish darajasining kattaligiga qarab oksidlanishi mumkin, yoki yomg'irning oldingi a'zolari.

Hatto bu muhitda oksidlangan elementning qadamlari ham zo'r, lekin elektronikani qabul qilib, uni kamaytirish uchun kuch kam. Daryo shunday oksidlanadi. Oksidlovchi vositalardan foydalanish: azot kislotasi N YO'Q tuzlar - nitrat, azotgacha tetraoksid N 2 O 4 , NS1O 4 xlorid kislotasining tuzlari - perklorat, KMPO 4 kaliy permanganat.

Bu omborga ozgina oksidlanish bosqichi bo'lgan elementni kiritishdan oldin, unda o'zgarish bo'lishi mumkin, siz elektronikani etkazib bera olasiz. Qatlamli nutq, bunday elementdan qanday qilib qasos olish, yangilangan kuchni ko'rsatadi. Redüktantlardan foydalanish amiak N H 3, gidrazin N 2 H 4 organik chiqindilar, uglevodlar, alkogol, omin va nutqda.

Shubhasiz, ombor oraliq oksidlanish bosqichiga ega element bilan jihozlangach, uni elektronikani qabul qilish yoki elektronni almashtirish orqali kamaytirish mumkin. Oksidlovchi va etakchi odam haqidagi tushuncha taniqli: reaktsiyada sherik kuchlari ishtirokidagi nutq oksidlovchi yoki undan ham kuchliroq bo'ladi. N 2 O 2 peroksidli suv bo'lib xizmat qilishi mumkin, yo'lda oksidlangan kislotalilik bosqichlari -1. Qiymatni bitta elektronni jalb qilish yo'li bilan -2 ga, yoki yo'l bilan 0 ga o'zgartirish mumkin. Bu holda, energiya prekursorlari bilan o'zaro ta'sir o'tkazilganda, oksidlovchi vosita sifatida peroksid, energiya oksidlovchi moddalar bilan reaksiyada esa etakchi tur sifatida ishlab chiqariladi.

Skladannya pivnyan oksidi-vidnovnyx reaktsiyalari.

Oksidlanish-tez-tez uchraydigan reaktsiyalar tez-tez katlanadigan rivnyannymlarga aylanadi. Ularda spektakllarni tanlash uchun ikkita usul qo'llaniladi: elektron test usuli va elektron test usuli.

Elektron qurilmalar usuli oksidlanish darajasini tushunishga asoslangan. U universal xarakterga ega bo'lishi kerak va barcha turdagi oksid-asosli reaktsiyalar uchun o'rnatiladi. Usul tajovuzkor operatsiyalarni o'z ichiga oladi:

1. Elementlarning oksidlanish bosqichining qiymatlaridan reaktsiya sxemasini yozing, masalan:

2. Oksidlanish bosqichlarini o'zgartirgan elementlarni vizual tarzda boshlang. Oksidlanishning uglerod va azotda, suvda va kislotada o'zgargan bosqichlarida oksidlanish bosqichining kattaligi ahamiyatsiz bo'lib qoldi.

3. Oksidlanish va mahsulotlarni yangilash uchun elektron uskunalarni saqlang Og'irlik va zaryadlarning ekvivalentligi:

Qahramon tomonidan berilgan va oksidlovchi aybdorlik bilan qabul qilingan elektronlar sonini uchtaga, ikkinchisini esa songa ko'paytirish kerak. Oksidlovchi, C tipidagi ko'paytiruvchilar HNO 3 mahsulotlar va CO ni qayta ko'rib chiqish YO'Q:

3C + 4HNO 3 ® 3CO 2 + 4NO + H 2 O,

4. Oksidlanishning ahamiyatsiz bosqichiga ega elementlar bilan saqlanadigan birinchi nutq uchun koeffitsientlar mamlakatning chap va o'ng qismlaridagi alohida atomlarning muvozanatini biladi. Bunday reaktsiya sodir bo'lganda, suv bor, formulaning oldiga ikkita omilni qo'yish kerak. Qolgan pul miqdori viglyadda ro'yxatdan o'tkaziladi:

3C + 4HNO 3 ® 3CO 2 + 4NO + 2H 2 O

Elektron qurilmalar usuli zasosovuyut elektrolitlar diapazonida qarshi bo'lgan oddiy reaktsiyalar. Ko'p hollarda oksidlanish bosqichlari boshlanmaydi, lekin oksidlanish va yangilanish jarayonlari qayd qilinadi haqiqatdan diapazonda topilishi mumkin bo'lgan molekulalar.

Men erkaklik muvozanatini o'rtada, reaktsiyaning teskari tomonida saqlamoqchiman. Har qanday suv poygalarida suv molekulalari, nordonlarda - dodatkovo ion H + i luzhnylarda - iH OH - bor.

Tartib quyidagicha:

1. Yorqin ionlarda kuchli elektroliz, gazga o'xshash, sezgir bo'lmagan nutq va yorqin molekulalarda zaif elektrolizni qayd qilib, reaktsiya sxemasini saqlang:

Z + N + + NO 3 - ® CO 2 + NO + N 2 O

2. Oksidlanish uchun elektron chegirmalar yangilanish.

Berilgan reaktsiyada u bosh qahramon rolida karbonat angidrid CO2 ga aylanish uchun oksidlanib uglerod C ga aylanadi. Yog 'muvozanatini saqlash uchun chapga ikkita H 2 O molekulasi, o'ngga - chotiri ion H - qo'shiladi. To'lov balansi hisobga olinadi, buni elektr ta'minotining bir qismidan ko'rish mumkin:

Z + 2N 2 O - 4e ® S O 2 + 4N +

Ion oksidlovchi YO'Q 3 - , Ga aylantiriladi YO'Q , Massaning muvozanati ikkita molekulaga turli xil qo'shimchalarda hisobga olinadi H 2 O ivnyannya va chotiroh ionív N + ning o'ng qismida yo livu qismida. Yo'lning chap qismidagi zarrachalarning umumiy zaryadi uchta ortiqcha, o'ngda esa nol, chapga uchta elektron qo'shish kerak:

NO 3 - + 4N + + 3e ® NO + H 2 O

3. Qabul qilingan va qabul qilingan elektronlar soni oldindan tuzatilgan:

Pislya qo'shimcha a'zolarning tezlashishi, Rivnyanya:

ZS + 4H + + 4 NO 3 - ® ZSO 2 + 4 NO + 2N 2 O

4. Ularni molekulaga birlashtiring va pidsumkovni dekodlang Molekulyar Rivnyannya reaktsiyalar:

3S + 4N NO 3 ® 3SO 2 + 4 NO + 2N 2 O

Ular oksidlanish-bazik reaktsiyalarni bukish usuli bilan ishlab chiqilgan, ya'ni hidning buzilishi bir xil yakuniy natijaga olib keladi. Biroq, elektron qurilmalar usuli ko'proq ma'lumotli, bu faraz emas, balki haqiqiy ionlar va molekulalar bo'lib, ularni elektrolitlar oralig'ida topish mumkin. Ayniqsa, doljinli sharob elektr jarayonlarini inventarizatsiya qilishda.

5.2. Elektrokimyoviy tizimlar.

Elektrod potentsiali. Kimyoviy va elektr energiyasini o'zaro qayta qurish jarayonlari elektrokimyoviy jarayonlar deyiladi. Qayta qurish jarayoni elektron va elektron qo'llanmalar orasidagi fazalar o'rtasida sodir bo'ladigan oksidlanish reaktsiyalarining natijasidir. Kimdir bilan aloqada bo'lgan elektron qo'llanma chaqiriladi Elektrod.

Tarkibida sink sulfat bo'lgan suv eritmasiga solingan faol metall - sink plastinkasidan saqlanishi mumkin bo'lgan elektrodni tushunish oson:

ZnSO 4, Zn 2+ SO 4 2-

Plastinka yuzasida joylashtirilgan musbat zaryadlangan sink kationlari, qutbli molekulalar bilan o'zaro ta'siri natijasida, ular plastinkadan chiqib, teshikka o'tadi, elektronlar metallda yo'qoladi. Oksidlanish jarayoni kuzatiladi:

Zn 0 - 2e ® Zn 2+

Zudlik bilan jarayon davom etmoqda: sink kationlari sirt metalldan tortiladi va uning kristall panjarasi omboriga kiradi. Yangilanish jarayoni qayerda:

Zn 2+ + 2e ® Zn 0

O'zgarish tezligi nuqtai nazaridan sink kationlari kontsentratsiyasi oshgan dunyoda ionlarning metalldan o'zgarishi tezligi o'zgarib, metalga o'tish tezligi oshib bormoqda. Agar jarayonlar rivojlansa, oksidlanish-elektrolit metall-elektrolit kordonida metall bilan boshqasi o'rtasida turadi, go'yo uyni qayta tiklanish jarayoni sifatida qayd etilgan:

Elektrodlarning elektrokimyoviy sxemasini yozganda, oksidlangan shakl guruch bilan yangilangan holda ko'rsatiladi: Zn +2 / Zn.

Sinkning tebranishi - bu faol metal, bu almashtirish jarayoniga olib keladi, shuning uchun ko'proq ionlarni bosib o'tish uchun orqaga burilmaslik kerak. Natijada, sink plastinka salbiy potentsialni shishiradi (5.1 -rasm).

Xuddi shu jarayonlar, plastinkalar past faol metal - o'rta sulfat shaklidagi, dissotsilangan yondirilganda ham amalga oshiriladi:

Biroq, umumiy ma'noda, metalda kationlarning yog'inlanish jarayonini haddan tashqari yuklaydigan va to'g'ri siljish bilan javob beradigan metalda oz miqdordagi kationlar mavjud:

o'rta elektrod Z u 2 + / Cu ijobiy salohiyatni shishiradi (5.1 -rasm).

Malunok 5.1. Elektrod potentsialini aniqlash sxemasi

a) faol metall; b) past faol metal

Elektrod potentsialining mutlaq qiymatini o'zgartirib bo'lmaydi, shuning uchun yomon ma'noda elektrod potentsialini o'zgartirish shart emas. standart suv-suv elektrodlari (5.2-rasm). Sharob - bu xlorid kislotaning suvli eritmasidagi ionlar kontsentratsiyasi Cp + = 1 mol / l bo'lgan platina plastinka bo'lib, 293K haroratda 101,3 kPa tutqichli suvda yuviladi.

Platin quvvat adsorbuvati suv va kordonda

Malunok 5.2. Suv elektrodining diagrammasi

Fazalar ajratilganda, suvdagi molekulalar va ionlar o'rtasida muvozanat o'rnatiladi:

2H + + 2e ↔ H 2

Differentsial elektrod potentsiali aql bilan nol, E 0 2H + / H2 = 0 deb qabul qilinadi.

Metall uchun standart elektrokimyoviy potentsial ZM metalidagi ionlar kontsentratsiyasidan uning tuzining diapazonini pasaytirib, berilgan metall orasidagi potentsial farq deb ataladi. n + = 1 mol / L 293K haroratda va standart suv bilan o'ralgan elektrod.

Standart elektr tizimning oksidlanish-etakchi faoliyati dunyosi uchun potentsial.

Z standart elektrod potentsialining qiymatining oshishi, tizimning faolligi o'zgaradi va oksidlovchi- o'sish.

Shunday qilib, metallarning standart elektrod potentsiali qiymatining o'sishi bilan atomlarning faolligi va ionlarning oksidlanish faolligining o'sishi kamayadi.

Oksidlanish-asosiy jarayon yo'nalishi bo'yicha visnovoklarning rivojlanishiga imkon berish maqsadida elektr potentsialini sozlash.

O'rta sulfat oralig'idagi sink plastinka holatida sink plastinkasiga zid bo'lgan aniq heterojen oksidlovchi-umumiy reaktsiya uning ustida ajralib chiqadi (5.3a-rasm):

CuSO 4, Cu 2+ + SO 4 2-

Sink va midi elektrod potentsiali bir xil ma'noga ega bo'lishi mumkin:

Zn 2+ + 2e ↔ Zn 0; E 0 = - 0,76 B.

Cu 2+ + 2 e ↔ Cu 0; E 0 = +0.34 B.

Yak, aniqki, boshqa tizimning elektr potentsiali yuqori, lekin birinchi uchun emas. Shuningdek, boshqasi bilan aloqa o'rnatilganda, tizim oksidlovchi moddaning sifatiga, persa esa prototip sifatiga ta'sir qiladi. Boshqacha qilib aytganda, yovuzlikdan o'ngga yana bir reaksiya va persa - teskari yo'nalishda, ya'ni sink, elektronlar, vitisnyayuchi, tuzlar oralig'ida shunday darajada beriladi (5.3 -rasm). a):

Elektr potentsiali nafaqat metallar orasidagi ion almashinuvi va ular orasidagi farqning natijasidir. Oksidga xos bo'lgan yarim reaktsiya elektrod potentsialining yagona qiymatlari bilan tavsiflanadimi, masalan:

CO 2 + 4H + + 4e ↔ C + 2H 2 O; E ° = +0.21 B,

NO 3 - + 4H + + 3 e ↔ NO + 2 H 2; E ° = +0.96 B.

Umuman olganda, kuchning oksidlanishi ionda kuchli burilishga ega YO'Q 3 - , Keyin u uglerodda oksidlanadi, uni azot oksidiga olib kelish mumkin. YO'Q (5.1 ga qarang).

Elektrod potentsialining kattaligi doimiy emas, uni bir qancha omillarda topish mumkin, unib chiqish nutqning oksidlangan va yangilangan shakllari ko'rinishida bo'ladi. Qia shoshilmayapti Rivnyannyam Nernst, 293K standart haroratda viglyadda ro'yxatdan o'ting:

(5.1),

de: E - oksidlangan Z ok kontsentratsiyasidagi elektrokimyoviy potentsial va nutq shakllarini yangilash orqali yangilanadi, mol / l,

E ° - standart elektr potentsiali,

n - uzatiladigan elektron qurilmalar soni.

Yangilangan atom atomining tuzlari diapazonidagi metall elektrodlar uchun bunday elektrodlarning kontsentratsiyasi doimiy C qiymatidir. M = konst ... Nernstada juda ko'p vipad bor:

(5.2)

de:

Z m + n - metalda ionlarning kontsentratsiyasi, mol / l;

n - ion zaryadi.

Kimyo dzherela elektr struma. Shaffof tizimlarda elektronlarning qo'rg'oshidan oksidlanish tizimiga o'tishi tartibsiz, kimyoviy energiya natijasida issiqlikka aylanadi.

Oksidlanish va yangilanish jarayonlarini keng tarqatish orqali elektronlarning to'g'rilanishini to'g'rilash mumkin - elektr tok. Oksid-qo'rg'oshin reaktsiyasining kimyoviy energiyasi elektr energiyasiga aylanadigan pristiy kimyoviy dzherel struma yoki galvanik element deb ataladi.

Malunok 5.3. Geterogen oksidlanish jarayoni:

a - muvaffaqiyatsizlikning kengligi; v - keng tarqatish

5.3 -rasmda sink va asal elektrodlaridan saqlanadigan, suv va sulfatli metallarga joylashtirilgan Daniel - Yakobi galvanik elementining diagrammasi ko'rsatilgan. Razchini z'êdnani elektr místkom - quvur, zapovneno rozchin elektrolit, masalan, kaltsiy xlor. Elektrodlarni rux elektrodlariga o'rnatish orqali qulflanganda, oksidlanish jarayoni ionlarning kiritilishi bilan amalga oshiriladi. Zn 2+ roschin; zvílnenieelectroní zníshníy lantsíuzí ni o'rta elektrodga o'tkazadi, de vídnovlyuyut s u +2 sulfat midi turkumini ishlab chiqish.

Oksidlanish jarayoni amalga oshiriladigan elektrod anod, elektrod deb ataladi, har holda yangilanish jarayonida u katod deb ataladi. Mis-sink elementlarida sink elektrod anod, mis elektrod esa katoddir. Element robototexnika jarayonida sink anodini asta -sekin tortib oladi, o'rtada katod yotqiziladi. Shunday qilib, sink elektrod faol va bu material oksidlovchi-asosiy jarayonda ishtirok etadi. Midniy elektrod elektron o'tkazgichining passiv roli, oksidlanish jarayonidagi yogo materiali, taqdirga g'amxo'rlik qilmaydi.

Elektrodlarga qarama -qarshi bo'lgan oksidlanish -sekundli jarayon, ion diapazonini buzadi - ortiqcha elektrod o'rta elektrodda o'rnatiladi. SO 4 2- , Sink etishmovchiligi bor. Natijada, ichki lantsyug winikak rukh ioniv SO 4 2- sink sulfat oralig'ida sulfat midi diapazonidan.

Ushbu elementning elektr sxemasi tomoshabinda yozilishi mumkin:

guruchning bitta vertikal chizig'i elektron va yo'riqnomalar orasidagi kordonni, ikkitasi - ikkita yo'riqnoma orasidagi kordonni bildiradi.

Ionlarning standart kontsentratsiyasida (1 mol / l) elementning elektr quvvati (EPC) katod va anodning standart potentsiallaridagi farq sifatida hisoblanishi mumkin:

EPC = D. E ° = E 0 mushuk - E 0 an = E 0 C u 2 + / C u - E 0 Zn 2 + / Zn = +0,34 - ( - 0,76) = 1,1 B.

Hatto ionlarning kontsentratsiyasi ham standart deb hisoblanadi, 5.2 formulasi bo'yicha elektrodlarning potentsial kontsentratsiyasini hisoblash va shu bilan birga ularni farq bilan olish kerak.

Asosan, bu oksidlovchi reaktsiya bo'ladimi, u oksidlanish va yangilanish jarayonlarini keng ajratish uchun elektr energiyasini rad etish uchun vikoristan sifatida ishlatilishi mumkin. Elektrodlarning faol materiallari nafaqat metall, balki metall bo'lmagan, balki oksidlar, gidroksidlar va boshqa katlanadigan nutq ham bo'lishi mumkin. Shunday qilib, uglerodda oksidlanish reaktsiyasi azot kislotasi bilan sodir bo'lganda (5.1 -bo'lim), elektr tokini nitrat kislota va zanuritiya vugilny va platina elektrodlari qatorida olib tashlash va metall o'tkazgich bilan yopish mumkin. Shu bilan birga, faol qo'pol anod karbonat angidrid C ni tasdiqlash bilan oksidlanadi O 2 , Passiv platina katodida va nitrat-ionlarining yangilanishida NO 3 - azot oksidiga NO ... Elementning diagrammasini viglyadda yozish mumkin:

EPC = D E ° = E ° mushuk - E ° an = E ° NO 3 - / YO'Q - E ° CO 2 / C = 0,96 - 0,21 = 0,75 V

miqdori D. E ° reaktsiyaning standart Gibbs energiyasi bilan bog'liq ( D G °) ga nisbatan:

D G ° = - nF D E ° (5.3)

de n - reaktsiya jarayonida uzatiladigan elektronlar soni; F - Faraday raqami (96500C).

Rivnyannya 5.3 kimyo va elektrotexnika o'rtasida aloqa o'rnatadienergiya shakllari. Vono qiymatlar turi uchun ruxsat berilgan Gorahuvati E. elektrokaplama elementi va navpaki, men E rosrahuvati bilaman G.

Palivni elementlari. Yonish elementi - galvanik elementning bir turi bo'lib, unda yonish komponentlari orasidagi oksidlovchi -birlamchi jarayon natijasida elektr energiyasi etkazib beriladi - u uzilishsiz yonadi va oksidlanadi. Biz olovli suvga, ugleroddagi oksidga, metanga, alkogolga va oksidlanish uchun - kissen, kukunlar, suv periksidi va nutqiga xizmat qila olamiz. Issiqlik dvigatellari nuqtai nazaridan, otash elementlarida, yoqilg'ining kimyoviy energiyasi bir soniya ichida elektr energiyasiga aylanishi mumkin, bu 1,5-2,0 khKKD, issiqlik dvigatellarida. Bundan tashqari, kun bo'yi hidni olish unchalik qiyin emas.

Malunok 5.4. Vodnevo-nordon pallivniy elementi

Daniya soatlarida znayshov vodnevno-sisnevy palyvny elementini saqlash amaliydir (5.4-rasm).

Ikkita g'ovakli metallli elektrodlarni katalizator qo'shimchalari bilan almashtiring. Elektrolitlar sifatiga ko'ra, kaltsiy gidroksidi oralig'ining 40 - 85% suvi vahshiydir. Elektrokimyoviy elementlarning diagrammasi:

U gaz bilan ishlaydigan suv elektrodlariga beriladi va kislorod elektrodlar orqali to'g'ridan-to'g'ri elektrolitga tarqaladi, yuzasida adsorbsiyalanadi va katalizator tomonidan faollashadi. Suvning anodda oksidlanishi va katodda kislotalilikning yangilanishi jarayoni tezlashadi va tezlashadi:

H 2 + 2 OH - - 2e ® 2 H 2 O

1/2 O 2 + N 2 O + 2e ® 2ON -

Sumarne rivnyannya reaktsiyasi:

N 2 + 1 / 2O 2 ® N 2 O

Reaksiya mahsuloti-bu suv oqimi orqali yuboriladigan bug'ga o'xshash suv bo'lib, u tizimga qaytariladi. Bunday martabada havoda elektron shakldagi energiya ko'rinishidagi "sovuq uyqu" mavjud.

Qayta zaryadlanuvchi batareyalar.Robotli galvanik elementlar paytida sodir bo'ladigan oksidlanish jarayonlari yo eshiksiz, ham teskari bo'lishi mumkin. Aslida, kimyoviy dzherela struma bir martalik bagatorazovy sifatida ishlatilishi mumkin. Bagatorazovogo galvanik elementlari akkumulyator deb ataladi. Batareya robot rejimida bo'lsa, struma taqlid qilib oksidlovchi-ikkilamchi jarayonga qarama-qarshi bo'lib, kimyoviy energiyaning elektr energiyasiga aylanishiga olib keladi (Gibbs reaktsiyasi energiyasi manfiy) D G. <0). Химический состав электродов при этом меняется, аккумулятор разряжается. Обратная реакция самопроизвольно не идет ( D G. > 0). Shu bilan birga, qayta zaryadlanuvchi batareyani oxirgi dzherildan strumagacha EPC elementi yordamida zaryadlash mumkin. Shu bilan birga, elektr energiyasini elektrodlarning kimyoviy va materialiga aylantirishning tez jarayoni qayta tiklanadi.

Elektrolit orqali strum o'tishiga qarshi bo'lgan oksidlanish-vidnov jarayoniga elektroliz deyiladi.

Elektroliz natijasida akkumulyator dzherelo struma sifatida ishlatilishi mumkin. Zaryad davrlarining soni - tushirish yuzlab yuzlarga yetishi mumkin. Aviakiyada qo'rg'oshin, kumush-sink va kadmiy-nikelli akkumulyatorlarning saqlanishini bilamiz.

Qo'rg'oshin (kislota) akkumulyatori zaryadlangan stantsiyada elektr davri ko'rsatilgan:

Rejimda struma manfiy elektrodda oksidlangan qo'rg'oshin bilan to'ldiriladi va musbatiga qo'rg'oshin dioksidi qo'shiladi. Zaryadlanganda jiringlash jarayonlari sodir bo'ladi: manfiy elektrodda - qo'rg'oshin sulfatning yangilanishi, musbatida - oksidlanishida:

Zaryadlangan qo'rg'oshin akkumulyatorlarida cho'kma shaklida xlorid kislotasining konsentratsiyasi og'irligi 27-30% ni tashkil qiladi. Znijuvati yutilishi bilan elektrolitda suv shunday ko'rinadi. Elektr quvvati ham o'zgaradi. Bu sizga kuch beradi, siz elektr quvvatini o'zgartirishingiz, batareyaning zaryadsizlanish bosqichlarini boshqarishingiz mumkin.

Kadmiy-nikel batareyasi Sxema uchun vizkonlar:

Salbiy elektrodlarga tushganda CD oksidlanish, ijobiy - Ni (oh ) 3 qismi qisman yangilandi. Zaryadlanganda, jiringlash jarayonlarini boshlang:

Kadmiy-nikel akkumulyatorlari robotlarda barqaror, ular ikkilanishni kamaytirishi va xizmat muddatini, qo'rg'oshinni kamroq ko'rishi mumkin.

Kumush-sinkli akkumulyator zaryadlangan stantsiyada quyidagi diagrammalar ko'rsatiladi:

Bunday holda, teskari reaktsiyalar sodir bo'ladi: salbiy elektrodda - oksidlangan sink, muhitning musbat - yangilangan oksidi:

Kumush-sinkli akkumulyatorning boshi-yogo vosok energiya ta'minoti; Bir tomondan, 4-6 barobar ko'proq energiya bor, batareyalar kamroq ko'rinadi.

Metalllarning korroziyasi. Korroziya - bu yangi o'rta zamin bilan ko'plab fizik -kimyoviy munosabatlarda bo'lgan metall zanjiri. Metall korroziyaning eng ishonchli va eng kengaytirilgan turi elektrokimyoviy korroziya, metallarning elektrolitlar tayoqchalari bilan aloqa qilishi natijasida. Ko'pincha, qisqa tutashgan galvanik elementlarning ko'plab robotlari mavjud, ular, masalan, qismlar kichik metallar bilan aloqa qilganda o'rnatiladi.

Elektrolitlarning roli juda xilma -xil bo'lishi mumkin, bu fan sohasida atmosferadan suv bug'larining metall yuzalarida adsorbsiyasi paytida sodir bo'lishi mumkin. Shunday qilib, qismlar o'rtada va suvda bo'lganda, galvanik element o'rnatiladi (5.5 -rasm):

Malunok 5.5. Elektrokimyoviy korroziya sxemasi

Zalizo - faol metal, anod vazifasini bajaradi va oksidlanishga uchraydi;

Metalllarni korroziyadan tiklash uchun har xil turdagi vikoristovuyu: metall, metall bo'lmagan, lakoparbov, polimerik.

O'z-o'zini baholash uchun ovqatlanish:

1. Oksid-vidnovnyh reaktsiyalari qanday nomlanadi?

2. Oldindan oksidlanishining sababi nimada?

3. Elektron raqobatning sensorli usuli kimda?

4. Kimda elektron-ionnyx ivnyany sensori usuli bor?

5. Qanday jarayonlarga elektrokimyoviy jarayonlar deyiladi?

6. Xo'sh, bu standart suv elektrodimi?

7. Tizimning oksidlanish-hayotiy faoliyati dunyosi haqida nima deyish mumkin?

8. Yaku Nerstaning burilishining pasayishi?

9. Galvanik element nima deyiladi?

10. Katod, anod nima deyiladi?

11. Ular akkumulyatorlarda oksidlanish bilan bog'liq jarayonlarni qanday boshqaradilar?

12. Shunday qilib, elektrolizmi?

13. Elektr korroziyasi haqida nima deyish mumkin?

Zavdannya 5 raqamiga

5.1 -sonli fakultet.

Teng oksidli-asosli reaktsiyalar yotog'ining elektron balansi usuli bilan. Oksidlanish va havolani ko'rsating:

1. NH 3 + O 2 YO'Q + H 2 O

2. HClO 3 ClO 2 + HClO 4 + H 2 O

3. AgNO 3 Ag + NO 2 + O 2

4. NH 4 NO 2 + H 2 O

5.H 2 O 2 + PbS PbSO 4 + H 2 O

6. (NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + H 2 O

7. Ca 3 (PO 4) 2 + C + SiO 2 CaSiO 3 + P + CO

8. FeS + O 2 Fe 2 O 3 + SO 2

9. N 2 H 2 + O 2 N 2 + H 2 O

10.S + KOH K 2 SO 3 + K 2 S + H 2 O

5.2 -sonli fakultet.

Oksidlanishga xos reaktsiyalar darajasining sohalari:

1) elektron balans usuli;

2) ion elektron usulida.

Oksidlovchi va havolani ko'rsating.

1.P + NO 3 H 3 PO 4 + NO 2 + H 2 O

2. Zn + HNO 3 Zn (NO 3) 2 NO 2 + H 2 O

3. K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

4. KMnO 4 + KNO 2 + H 2 O KNO 3 + MnO 2 + KOH

5. FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 + H 2 O

6. CrCl 3 + H 2 O 2 + NaOH Na 2 CrO 4 + NaCl + H 2 O

7. CrO 3 + KNO 3 + KOH K 2 CrO 4 + KNO 2 + H 2 O

8. PH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 H 3 PO 4 + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O

9. Si + NaOH + H 2 O Na 2 SiO 3 + H 2

10. HCl + KMnO 4 Ci 2 + MnCl 2 + KCl + H 2 O

Zavdannya № 5.3.

Qaror:

Nernst formulasi bilan himoya qilinadigan elektrod potentsiali, metall va suv elektrodlari uchun yak viglyadda ro'yxatga olinadi:

de E - elektr potentsiali,

n - ionning metallga (suvga) zaryadlanishi.

Sulfat zalizaga teng dissotsilanish:

Fe 2 SO 4 2 Fe 3+ +3 SO 4 2 2-

0,05 mol Fe 2 (SO 4) 3 ni ajratganda 0,05 2 = 0,1 mol Fe 3+ ionlari hosil bo'lishi ko'rsatilgan.

Tavlangan C (Fe 3+) = 0,1 mol / L, n = 3.

Z jadvali 3 vazn E 0 (Fe3 + / Fe) = - 0,04.

5.4 -sonli fakultet.

5.5 ustaxonasi.

Sink elektrodining potentsiali sink tuzi miqdoriga qarab o'zgaradi, bu holda sink oksidi 10 barobar kamayadi.

Zavdannya raqami 5.6.

Birinchi tuz oralig'ida kadmiy elektrodining potentsiali 0,52V ni tashkil qiladi. Chakana savdoda Cd + ionlarining Rosraxuvati kontsentratsiyasi.

5.7 -sonli fakultet.

Zavdannya raqami 5.8.

PH diapazonini hisoblang, bunda suv elektrodining potentsiali 100 mB.

Zavdannya raqami 5.9.

Qaror 1:

Nerstlar oilasi uchun E oksidli asosiy elektrod potentsiali:

de E 0 elektr potentsiali;

n - elektronlar reaktsiyasida qatnashadigan scho soni;

Z ok, C tiklash - nutq kontsentratsiyasini yaratish, uni oksidlangan va yangilangan shakllarda topish mumkin.

Bu tizimlar oksidlangan shaklda Mn 4 - i ni o'z ichiga oladi H + , Eng kech - ion Mn 2+ va molekula H 2 O. Reaksiyada 5 elektronning taqdiri. Men suvning kontsentratsiyasini ko'rib chiqaman va E 0, maêmo qiymatiga kirishga kech bo'lish amaliydir:

3 -jadvalga muvofiq: E 0 (MnO 4 - / Mn 2 +) = + 1.51V.

Raqamli qiymatlarni hisobga olgan holda, qoldiq qabul qilinadi:

Zavdannya raqami 5.10.

Elektrokaplama robotlariga qarshi turish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan bir qator elektrokimyoviy jarayonlarni yozish. Berilgan konsentratsiyalarda elementning EPC ni hisoblang, S mol / l.

Qaror 1:

Ushbu jadvallar 3 displeyida tayanch hosil qilish mumkin, lekin kattaroq faol metall rux bu elementda anod, kichikroq faol metall qo'rg'oshin - katod bo'ladi.

Oksidlovchi (katod) va qo'rg'oshin (anod) ning elektrokimyoviy potentsialidagi asosiy farqlar uchun galvanik elementning EPC:

Vikoristovuchi formulasi Nerst, maêmo:

Zavdannya raqami 5.11.

O'rnatish, har qanday tarzda, bu reaktsiyaning odatiy ongiga taqlid qilish mumkin. Reaksiya konstantasining qiymatini sug'urta qiling.

Qaror 1:

To'g'ridan-to'g'ri oksidlanish reaktsiyasi uchun bitta oksidlovchi va qo'rg'oshindan tasdiqlangan galvanik elementning EPC ni bilish kerak.

de E 0 ok, E 0 rest - oksidlovchi va prototipning standart potentsiallari.

Bu reaktsiya, Gibbs energiyasining umumiy ma'nosida bo'lgani kabi, salbiy qiymat uchun ham mumkin.

de n - elektronlar reaktsiyasida qatnashadigan scho soni;

F Faraday raqami, 96480 S / mol.

O'z iblisida, Gibbsning energiyasi iloni bolalar uchun tenglik doimiyligiga bog'liq:

allaqachon,

yulduzlar

, .

Standart elektr potentsiallari (div. 3 -jadval):

Cl 2 + 2e 2Cl - E 0 (Cl 2 / 2Cl -) = 1,36 B

Fe 3+ + e Fe 2+ E 0 (Fe 3+ / Fe 2+ = 0.77 B.

Oskilki E 0 (S l 2 / 2S l)> E 0 (Fe 3+ / Fe 2+) ) Xlor oksidlovchi vosita bo'lib xizmat qiladi va Fe 2+ ioni ustunlik qiladi.

Ekvivalent elektr jarayonlari:

Sumarne Rivnyannya:

Cl 2 + 2Fe 2+ 2 Cl - + Fe 3+

Bunday darajadagi reaktsiya o'ngdan chapga ko'rinadi.

= 10 20 gacha

Zavdannya №5.12.

Oksid-asosiy elektrod potentsialining qiymati Razraxuvati, suv oqimi oralig'ida platina darti zerikkanida, keyin bir soatlik A va B tuzlari CA va CB, mol / l konsentratsiyasida suvning ma'lum bir qiymatida kesiladi. pH ko'rsatkichi.

Qaror 1:

Bir xil elementning oksidlangan va yangilangan shaklidan (shu turdagi xromda) qasos olish uchun Rozchin oksidlovchi-o'zgartirilgan tizim deb ataladi. V Zagalom viglyadí Oksidlanish-qo'rg'oshin elektrodining ekvivalent oksidi-qo'rg'oshin reaktsiyasi

Oh +qizil emas,

den- reaksiyada ishtirok etadigan elektronlar soni va Oh iQizil- elementning shakli oksidlanadi va yangilanadi. Elektrod potentsialining qiymati uchun bunday tizim Nerst oilasi kabi tez bo'lishi kerak:

Rasmiy ravishda, bu turdagi oksidlanish bosqichlarida elektrod jarayonida xrom

Cr 6+ + 3 e Cr 3+ ,

shakli bilan oksidlanadiCr 6+ - forma uchun qasos olish, himoya qilish, faollik qiymatini logarifma bo'yicha teng Nerstda yozish mumkin degani emas.Cr 6+ ... U bir -biriga bog'langan, lekin o'zi C ning bir qismidirr 6+ suv chiqish joyida isnu yo'q, katta katlanadigan qismi bo'lgan omborga kirishning iloji yo'qCr 2 O 7 2- , Faoliyatni tushunishga, o'tish mumkin bo'lmagan zarrachalarning aniq kontsentratsiyasigaCr 6+ yengillik hissi. Zarrachalarning faolligini (yoki kontsentratsiyasini) oshirish mumkinCr 2 O 7 2- , Ale todi va elektrodlarning zarrachalarning ishtirokini qayd etish jarayonigaCr 2 O 7 2-

Cr 2 O 7 2- +…. Cr 3+ +…,

Muslin borligining chap qismida butun vipadda norozilik bildiring va uning o'ng qismida, qismning o'ng qismiga, qasos olish uchun O 2- qo'shish kerak. Ionív O 2 - nemaê ning suvli eritmasida, oksidlanishning shunday bosqichiga ega bo'lgan oqsil N 2 O molekulalari yoki ioni ON - ga o'tadi. Miya yuvish uchun Oskilki nordon (pH<7), концентрация ионов ОН - в этом растворе крайне мала, значит следует записывать электродный процесс на с участием этих ионов, а с участием молекул Н 2 О

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e 2Cr 3+ + 7 H 2 O

Bunday darajada, elektrodlar jarayonidaCr 2 O 7 2- tushunarlir 3+ Ioni H +ning taqdirini qabul qiling, shunda elektrod potentsialining kontsentratsiyasi ham qo'shiladi.

Yuvish uchun, konsentratsiyasi K 2Cr 2 O 7 іCr 2 (SO 4 ) 0,1 va 0,2 mol / l gacha bo'lgan 3 ta saqlash. Tuzlar kuchli elektrolitlar bilan, shuning uchun ular qoldiqsiz, ionlar kontsentratsiyali bo'linadi.Cr 2 O 7 2- іCr 3+ saqlash 0,1 va 0,4 mol / l. PH = 2 da, ionlar kontsentratsiyasi H + eshik C (H +) = 10 -pH = 10 -2, yulduzlar:

Tushunishning kalitlari:

· oksidlanish reaktsiyasi;

· yangilanish reaktsiyasi;

· oksidlovchi;

· rasmiy shaxs;

· umumiy oksidlanish reaktsiyasi;

· elektr tizimi;

· standart suv o'tkazgich elektrodlari;

· Elektrod potentsiali;

· quvnoq dzherelo struma;

· katod;

· anod;

· olov elementi;

· batareya;

· elektroliz;

· korroziya

Meta: Vivchennya oksidi-vidnovnyx reaktsiyalari

adabiyot

Oksidlanish elementlar atomlarining oksidlanish bosqichining o'zgarishi bilan boshqariladigan kimyoviy reaktsiyalar deb nomlanadi. Oksidlanish bosqichi - bu molekuladagi atomning butun zaryadi. Pozitsiyadan bir qancha aloqalar mavjud, ion atomlari orasidagi barcha bo'g'inlar. Oksidlanish elektronikani qo'shish va elektronikani qabul qilish jarayonini yangilash deb ataladi. Bog'larning oksidlanishi va yangilanishi. Oksidlanish - bu nutqning nomi, elektronni qabul qiladigan atom, o'zgarish haqida gap ketganda. Biz nutqning nomini kiritamiz, uning atomlari elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, ko'p sharob oksidlanadi.

Barcha oksidlovchi etakchi reaktsiyalar hujum darajasiga ko'ra tasniflanadi:

1. Molekulalararo reaksiyalar. Nutq yordamida oksidlovchi va prototiplanadigan tse reaktsiyalari.

de Mn + 4 - oksidlovchi, Cl -1 - dominant.

2. Ichki molekulyar oksidlanish reaktsiyalari. Xuddi shu nutqning turli elementlari atomlarining oksidlanish bosqichlarining o'zgarishiga qarshi bo'lgan reaktsiyalar zanjiri.

de Mn + 7 oksidlovchi, O-2 esa asosiysi.

3. Reaksiyalar nomutanosib. Bu reaktsiyalarda oksidlovchi va etakchi bir xil nutq omborida oksidlanishning sanoat bosqichida joylashgan element hisoblanadi.

de Cl20 - oksidlovchi vosita.

Nutqning oksidlovchi, bitta ta'sirli yoki bo'ysunuvchi kuchini ko'rsatish imkoniyati to'g'risida hukm chiqarish mumkin, funktsiyani oksidlangan elementlar darajasiga qarab baholash mumkin.

Yuzaki oksidlangan elementlar faqat oksidlanish kuchi, oksidlanishning pastki bosqichida esa faqat eng yangi kuchlar paydo bo'ladi. Oksidlanish bosqichlari orasida bo'lishi mumkin bo'lgan elementlar oksidlanishni ham, kuchni ham ko'rsatishi mumkin. Asosiy oksidlovchi va etakchi ko'rsatkichlar quyida ko'rsatilgan.

Oziq -ovqat mahsulotlarini nazorat qilish

1. Kimyoviy reaktsiyalarning barcha turlarini haddan tashqari oshirib yuboring?

2. Qanday reaktsiyalar oksidlovchi-asosiy reaktsiyalar deb ataladi?

3. Oksidni qaytarishning yaxshilanishi nimadan iborat. Boshqa turdagi reaktsiyalardanmi?

4. Oksidlanish-asosli reaksiyalarning turlarini ayting?

5. Bilasizmi, siz qanday oksidlovchilarni bilasiz?

ma'ruza raqami 12... ELEKTROLIZ ROZCHINIV. Faradey qonuni. Metalllarning korroziyasi

Meta: talabalarga elektr echimlari, Faradey qonunlari va korroziya turlari va himoya usullari haqida ma'lumot berish.

adabiyot

1. Axmetova N.S. Tayyor va organik bo'lmagan kimyo. Ko'rinish. "Ximiya", M. 1981 b

2. Glinka N.L. Zagalna kimyosi. Ko'rinish. "Ximiya", Leningrad, 1987 yil.

3. Nekrasov VB Asl kimyo asoslari. Ko'rinish. "Ximiya", M. 1971r

4. Karapetyants M.X., Drakin S.I. Tayyor va organik bo'lmagan kimyo. Ko'rinish. "Ximiya", Moskva, 1983 yil

5. Korjuk N.G. Noorganik kimyo. Moskva "MISIS", 2001 yil

6. Savel'ev G.G., Smolova L.M. Zagalna kimyo Ed. TPU. Tomsk 2003r.

7. Kurnakova N.S. Xorijiy va noorganik kimyoning zamonaviy muammolari. M. "Ximiya" M., 2004r.

Elektroliz - bu chiqish joyiga yoki elektrolitda erigan elektr tokini quyishdan oldin butun oksidlovchi -vidnovnyy jarayon.

Elektr energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirishdan tashqari, primusovodning oksidlovchi-birlamchi jarayoni mavjud.

Elektr tokchasini rozchin orqali o'tkazganda yoki elektrolitni eritganda, musbat yo'nalishni manfiy qutbga, manfiyni esa musbat qutbga suring. Elektrodlarda ular qayta quvvatlanadi va neytral atomlarga aylanadi.

Elektr struma dunyosida anoddan katodga rozchin yoki elektr quvvatining birlashishi orqali o'tish mumkin. Yorug'lik yoki eritmalarda ionlar roxini tartiblashda katodlarda elektronlar ko'pligi va anodlar ustidagi beqarorlik kuzatiladi. Katod elektrodlarining ortiqcha qismi musbat zaryadlangan, elektrolitlar diapazoni neytral atomlarga qaytadi va anoddagi elektronlar zaryadsizlanganda manfiy zaryadlanadi. Shunday qilib, katodda yangilanish jarayoni va oksidlanish jarayonining anodida sodir bo'ladi.

Anoddan kelgan elektronlar chaqiruv chiroqqa o'tadi. Bu anodning tabiati bilan bog'liq, chunki elektronlar - anodning o'zi, anod yoki eritma, bu holda anod ahamiyatsiz. Yak buzilmaydigan anod grafit, Koma, Au qabul qilinishi mumkin.

Elektrodlarning boshqarilmaydigan elektrodli suv ulanishlarining elektr energiyasi.

Elektrolitlar suv oqizishining elektrolizi paytida, strum nafaqat elektrolitga, balki al va N va OH suviga ham kirmaydi.

Katodda elektrolitlar va H ionlari uchun ijobiy bo'lgan ikkita ion zaryadsizlanishi mumkin. Ionlardan Yakiy taqsimlanadi, ular ketma -ket metallga, shuningdek zanjirdagi ionlarning kontsentratsiyasidan boshlanadi.

1. Katodda metall Algacha ketma -ket turishi mumkin, shu jumladan, suv chiqish joyida, uni chiqarib bo'lmaydi, ularni katoddan chiqarib bo'lmaydi, shuning uchun katoddan elektr suvni o'zi oladi, chunki elektrodlarning o'sishi katta.

Litiy, bariy, K, Na, Taxminan, Mg, Al, MS, Sink, Cherry-chervonia, Fe, Cd, Co, Nikel, Sn, H2, Cu, Ag, Gektogramma, Koma, Au.

2. Metall tuzlar darajasining elektrolizi Al dan H2 gacha ketma -ket saqlansa, katoddagi buloqlar chiqariladi va tez -tez katodda chiqariladi. Yulduzlarni yanada faolroq suvda tanishtirish mumkin. Narx elektrolitlar va suv ionlarining irqiy kontsentratsiyasi bo'yicha bir xil fikrda bo'lishi bilan bog'liq.

3. Metall tuzlarning elektrolizi ketma -ket saqlanganda, katodda faqat metallarning ionlari chiqariladi.

Anodda - kunning yarmida ular kislotali kislotalarsiz ortiqcha to'lanadi, shuning uchun hid o'z zaryadini OH suv sathidan past darajada iste'mol qiladi va kislotali kislotalarning ortiqcha qismi anodda zaryadlanmaydi, lekin ko'p qismi ular OH suvi tufayli oksidlanadi.

Tuzlarning suv eritmalarini elektrod bilan elektroliz qilish.

Umuman olganda, elektroliz, qonunlar, kritik bo'lmagan anod paytida katod jarayonidagi o'zgarishlar o'z kuchini saqlab qoladi.

Qutbning anodik jarayonining o'ziga xos xususiyatlari shundaki

Elektron - elektrod, ochiq anod, shuning uchun anod sinishi mumkin va Me + n tomoshabin ionidagi holatga o'tkaziladi.

Masalan: o'rta anodli CuSO4 suv bo'shlig'ining elektrolizini oling.

CuSO4 = Su ++ + SO4-2

Umuman, Cu ning anoddan katodga o'tishi ko'rinadi.

K / S u ++ + ON- = Myd (O) 2 ikkinchi darajali jarayon

Rotorli anodli elektroliz ba'zi metallarni qoplashda keng qo'llaniladi.

Masalan: ob'ekt tozalanmaganida, nikel elektrod anod sifatida ishlatiladi va ob'ekt katod bilan qoplangan, elektr eritmasi sifatida nikel anod sifatida ishlatiladi.

Nikel anodli NiSO4 va Fe (material bilan qoplangan) - katod.

H2O + NiSO4 = Nikel ++ + SO4-

Qo'shimcha elektroliz bilan bitta metallning qoplanishi elektrokaplama deyiladi. Qora asaldan voz kechganda, biz xuddi shu usulni ishlatamiz.

CuO + C = o'rta + CO

Chornovaya midi anodni ildiz otadi. Sink, Sn.

Vaqtinchalik bo'lmagan elektrod bilan rozplaviv elektroliz.

Ular ketma -ket tura boshladilar, shu jumladan, ular erigan tuzlarning elektrolizi bilan yuvildi, ular uchun eng kuchli qo'rg'oshin elektr oqimi edi.

Masalan: NaC1 eritilishiga elektroliz.

NaS1 Na + + Sl-

Otrimannya Na.

Na NaCl va NaOH bilan kesish mumkin. NaCl Mp = 805o S, m.a. NaOH = 400o S

Tm uchun, NaOH g'alaba qozonishi aniq, ale vin - qimmat syruvinoi nizh NaCl.

NaOH = Na + + OH-

elektroliz qonunlari

Birinchi marta ingliz fizigi M. Faradeyning hujum qonunlarini o'rnatganligi sababli, birinchi marta boku elektrolizu.

1. Faradey qonuni.

Qachon elektr energiyasi elektr tizimining ishdan chiqishi natijasida o'tgan elektr energiyasiga mutanosib ekanligini va bu omillarning hech birida yotmasligini ko'rish juda ko'p.

2. Faradey qonuni

Agar siz qishki kimyo, elektrodlarda elektr ta'minoti sonini o'tkazib yuborsangiz, siz bir xil so'zlarni ko'rasiz.

Har qanday nutqning bir gramm ekvivalentini ko'rish uchun 96500 dona elektr energiyasini sarflash kerak.

Faraday qonunini tajovuzkorlarga ham buzish mumkin:

m - nutqni ko'rish uchun massa, E - nutqning ekvivalenti, F - Faraday raqami, Q - elektr energiyasi soni.

Q = strumning JJ kuchi, A.

Elektrolizning ahamiyatsizligi, sek.

Yaqinlashib kelayotgan qabul Faraday qonunining II tasviri orqali. HCl, AgNO3, CuSO4, FePO4, SnC14 orqali o'tadigan elektr tok. Sizning oldingizda Razchini qo'shimchaga yordam beradi, unda siz uning oxirini, nutqlar sonini ko'rishingiz mumkin.

O'n soat ichida, agar elektrodlarda ko'p miqdordagi mahsulotlar bo'lsa, elektrolizni qayta tortish va o'tib ketish mumkin. Qolganining 1 g ni tashkil etadigan 1 g H2 ni ko'rish uchun bir soat vaqt ketadi va boshqa eritmalardan metallar soni ko'rinadi. Atom vagonlari bilan so'zlashuvlar katodidagi nutqlar sonining kechikishi, xuddi shu natijadan oldin, nutqlar teng va teng valentlik sonida qanday ko'rinishini ko'rsatadi. anodda. 1 va 5da biz 35,5 g osmore ni, 2, 3, 4 da 8 g nordonni ko'ramiz.

Masalan: suv razchin orqali skilílítsya mídi yaksho

2 yil davomida 2a kuch bilan CuSO4dan o'ting.

2 soat = 7200 soniya

E.= (Av) / B: CuSO4 Cu + 2 + SO4-

m = (31,8 * 2 * 7200) / 96500 = 4,74 m

Elektroliz bilan polarizatsiya.

Elektr oqimi orqali o'tadigan oksidlovchi va hayotiy jarayonlar elektrodlarni almashtirish jarayonida g'alaba qozonishi mumkin. Nazorat qilinmagan elektrodlardan SiS1 suvining elektrolizini qanday o'tkazish kerak.

Su Sl2 = Su ++ + 2 Yopish

Xlor elektrod yuzasida adsorbsiyalanadi.

Agar hozirda elektr tayoqchalari galvanometridan dzherelo struma va z'êdnati zvníshnyo nayzasi ko'rinsa, galvanometr elektr qobig'ining nayzasida namoyon bo'ladi - elektrokimyoviy polarizatsiyaning zo'riqishi boshlandi. EPC o'zini elektrodlar potentsialini rivojlantirish uchun galvanik element sifatida ko'rsatdi.

Myd / CuCl2 / S12 (Koma)

c12 / yopilish = + 1.36 O'rta ++ / o'rta = 0.34

Oddiy elektr potentsiallari paydo bo'lishi bilan,

keyin EPC = c12 / yopilish - O'rta ++ / mid = 1.02

va polarizatsiya oqimi elektrolizini oshib ketadi. Elektroliz zarur intensivlik bilan, elektrodlar derexol struma trokhi vische, nip EPC struma polarizatsiyasini qo'llashdan oldin.

Uzluksiz elektroliz uchun zarur bo'lgan potentsialning oshishi taqsimlanish potentsiali deb ataladi.

Elektrolitlarning tarqalish potentsiali ko'proq EPC polarizatsiyasiga bog'liq.

Kengayish va EPC polarizatsiyasi potentsialining o'sishiga haddan tashqari cho'zish deyiladi.

Haddan tashqari ekspluatatsiya tajovuzkor omillarga bog'liq:

1. material, zrobleni elektrodi;

2. Men elektrodlarning sirtini ko'raman;

3. elektrodlarda ko'rinadigan regovinlar yig'ma tegirmonidan;

4. oqim tezligidan va harorat oralig'idan.

Akkumulyatorlar

Elektr tayoqlarining polarizatsiyasini joriy etish amaliyotda kimyoviy energiyani to'plash uchun xizmat qiladigan qo'shimchalarda amalga oshiriladi, ularni elektr energiyasiga kerakli daqiqaga osongina aylantirish mumkin. Ularga akkumulyatorlar deyiladi.

Akkumulyatorlar elektrodlar va elektrolitlarning kimyoviy tabiati, shuningdek dizayni o'rtasida yaratilgan. Kislotali va basseynli batareyalardan foydalanish amaliy.

Kislotali (qo'rg'oshin) batareyalar.

Qo'rg'oshin akkumulyatori qo'rg'oshin oksidi pastasi PbO bilan to'lgan va 25 - 30% H2SO4 darajasida yondirilgan qo'rg'oshinli plastinkalardan saqlanadi. PbO va H2SO4 oralig'ining o'zaro ta'siri natijasida Pb plastinka yuzasida muhim PbSO4 to'pi paydo bo'ladi.

PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O

Batareyani zaryad qilish, yangi kimyoviy energiyani to'plash uchun sizga strumaning salbiy va musbat qutbidan bitta qo'rg'oshin plitasi kerak bo'ladi. Vidbuvayutsya keng reaktsiyada katodning salbiy qutbini buzishi mumkin.

PbSO4 + 2e = Pb + SO4 gacha-

+ A. PbSO4- 2e + 2 N2O = RbO2 + SO4-- + 4N +

Yakni salbiy qutbdagi rivnyannya dan ko'rish mumkin; ular har biri ikkita elektron bilan birga keladi, ular metaliumga aylanadi. Ijobiy qutbda PbO2 konvertatsiya qilinmaguncha oksidlanish jarayonini bajaring.

Reaksiyalar paydo bo'lishi bilanoq, zagalniy viraz qabul qilish jarayoniga o'tadi

2 PbSO4 + N2O = RbO2 + SO4-- + 4N +

Batareya zaryadlanganda suv reaktsiyaga kiradi va kislota o'rnatiladi.

Batareyalar zaryadsizlanadi, siz katod va anoddagi elektr ta'minotidan elektr haqida o'ylay olmaysiz.

Batareya zaryad olganda ham, elektrodlar kimyoviy o'sadi va ular orasida potentsialning oshishi kuzatiladi.

Elektr davri galvanik element, maviglyadni olib tashlashni tavsiflaydi.

Pb / H2SO4 / PbO2 (Pb) +

Zaryadlangan akkumulyator plastini o'tkazgich tomonidan olinishi bilan, keyin qo'rg'oshin bilan qoplangan plastinkadan PbO2 qoplamali plastinkaga qadar, elektr tizimi o'zgaradi, shunda elektr oqimi bo'ladi, akkumulyator galvanik element hisoblanadi. Elektrodlarda quyidagi reaktsiyalar kuzatiladi.

Pb - 2e + SO4-2 = Pb S04

PbO2 + 2e = 4N + = SO4-2- = PbSO4 + 2N2O

Bo'shatish paytida H2SO4 bo'yaladi va H2SO4 kontsentratsiyasi hajmi o'zgaradi. Kislota kontsentratsiyasining o'zgarishi va batareyaning zaryadsizlanish bosqichining ko'rsatkichi bo'lib xizmat qiladi.

Qo'rg'oshin akkumulyatorining EPC qiymati 2 V dan yuqori.

Luzhny akkumulyatorlari.

Eng amaliy saqlash batareyalari Fe - Ni, Cd - Ni, Ag - Zn batareyalaridir. Zaryadlangan Fe - Ni akkumulyatorlarida, oz miqdordagi simob oksididan presslangan, manfiy elektrod, changga o'xshash oltinning faol massasi, kichik uy grafitli musbat elektrod - Ni (OH) 3 massasida faol bo'ladi. Elektrolitlar 23% KOHga xizmat qiladi.

Tarqatish paytida bunday jarayonlar sodir bo'ladi

A ( -) Fe - 2e = Fe

K( +) Ni (OH) 3 + e = Ni (OH) 2

Qo'ng'iroq fenomeni, umurtqa pog'onasi va zaryadini zaryad qilishda reaktsiyalar taqiqlanadi

Fe + 2 Ni (OH) 3 Fe (OH) 2 + 2 Ni (OH) 2

Bunday batareyaning EPC qiymati 1,2 voltga yaqin.

Srybno - sink akkumulyatori

Ikkinchi batareyaning sxemasi yomon

(+) Ag2O / KOH / Zn (-)

Ag - Zn akkumulyatorlari energiya va ish kuchini oshirish uchun kislotali va ko'lmakli akkumulyatorlarning ko'rinishini sezilarli darajada o'zgartiradi.

Akkumulyatorlar o'z -o'zidan tushirishning past darajasiga va keng harorat oralig'ida - 30 dan 70 darajagacha yuqori haroratga ega bo'lish imkoniyatiga ega.

- 30 dan + 70 s gacha bo'lgan harorat oralig'ida.

Eng yangi manfiy elektrod - Zn kukuni bilan siqilgan ZnO yig'indisi, musbat elektrod - Ag2O bilan siqilgan Ag dartli ramka. Elektrolitlar diapazoni 39% KOH 1 ml ZnO diapazonidan iborat.

Ag + ZnO + Zn (OH) 2 2 Zn + H2O + 2 Ag2O

zaryad olganda

elektrod ( +) 2Ag + 2 ON - 2e = Ag2O + N20

(-) ZnO + 2e = Zn

sink oksidi sink shimgichga aylanadi.

ZnO + KOH + H2O = K

+ 2e = Zn + KOH + 2OH gacha

Metalllarning korroziyasi.

Shahar markazidan markazga keladigan metallarning aksariyati sirtdan keladi. Buning sababi, metallarning suyuqlikda qovurilgan gazlar, suv va ulardagi birikmalar bilan kimyoviy o'zaro bog'liqligi. Shu bilan birga, oksidlanish jarayonlari natijasida nutq o'rnatiladi, shuning uchun kuch kuchi, shuning uchun yovuz metalning kuchi tez rivojlanadi.

Kunning o'rtasidan metallni buzadigan kimyo jarayoniga korroziya deyiladi.

Razriznyayut dekilka shakllari korroziyani ko'rsatadi. Naybilsh ko'pincha teng, aralash va kristallararo bo'lishi kuzatiladi.

Ular eng ko'p kristallararo korroziyaga ega, u kristalitlar bilan kengroqdir va dizaynni chuqurlikka etkazish aqlga sig'maydi.

Kimyoviy jarayonlar mexanizmiga ko'ra, korroziyaning ikki turi mavjud: kimyoviy va elektr.

1. Kimyoviy korroziyaga uchragan - elektr zanjiri tizimida nuqsonsiz metall zanjir (oksidlovchi bilan bezopermed zitknenny metal bo'lsa).

Qiziqarli korroziyaga quyidagilar sabab bo'ladi:

a) gaz korroziyasi AOK qilingan quruq gazlar tomonidan qo'zg'aladi. H:

O2, SO2, C12, F2, Br2, CO2 va boshqalar.

Vona sposterígaêtsya asosan yuqori haroratli metall namunalarida, ichki yonish dvigatellarida va boshqalarda.

b) ikkilamchi kimyoviy korroziya - suv ishtirokisiz boshqa organik moddalarga nisbatan: yo'qolgan nafta, benzin, kresol, benzol, toluol va boshqalar.

v) Elektrokimyoviy korroziya - elektrolitlar o'rtasida metallning barcha o'rta va elektr tizimining natijalari bilan parchalanish jarayoni.

Elektrokimyoviy korroziyaga moyil:

1. Atmosfera.

2. untruntova.

3. Qonli oqimlar teri ostidagi korroziya.

Bundan tashqari, galvanik korroziyaga qarshi galvanik elementli robot uchun ikki xil elektrodga ega bo'lish va elektrodlarni parchalash zarur. Buni qilish mumkin, lekin elektrokimyoviy korroziyadan nazariy jihatdan toza metall. Shuningdek, masalan, galvanik element o'rnatilganda, bir vaqtning o'zida vositani (Fe + Cu) qo'shib, sochlarning korroziyasiga qarang.

kimyoviy reaktsiya kataliz rozchin

A - Fe / H2O / Cu + K

Fe - anod, Si - katod va korroziya natijasida.

Fe2 + ni yoqing

Cu sirtlari (katodlar)

O2 + 2N2O + 4e = 4ON

Fe2 + + OH- = Fe (OH) 2,

Zalizo vologuyda tez burilib, 3-xion yangi zalizoga kiradi.

4Fe (OH) 2 + O2 + 2N2O = 4Fe (OH) 3

Uchinchi kalta ko'rinib turibdiki, galvanik element tasdiqlanganda korroziv metall faolroq bo'ladi.

Dilyanka sirtlari, ular rozchin, ya'ni anod, dilyanka deb ataladigan metall korroziyasiga o'tadi, undan elektrolitlar chiqariladi, katod deb ataladi.

Korroziya holatida katodik jarayonlarning tabiati buzilish paytida aniq bo'lgan nutqlardan boshlanadi. Kuchli nordon erga suv quyiladi:

2 H + + 2 C = H2.

Atmosfera korroziyasida o'rtaning pH qiymati neytralga yaqin, shuning uchun katodlarda suv kissenining o'zgarishi kuzatiladi.

O2 + 2N2O + 4e = 4ON

Sof sink zanuriti plastmassalari kislota eritmalarini suyultirishda, keyin vid_lennya vodnyu, albatta, ayamasligi mumkin. Reaktsiyaning ko'rinishini, rux, kovak bo'shliqqa aylanishi, plastinka yuzasida musbat zaryadlangan gidratlangan ionlar to'pi ochilishi bilan izohlash mumkin.

Tse ball è bar'êrom, bu chorrahadir, derazaga sink plastinka tomon borib, uni elektronikadan olib tashlang va ruxni suyanib olib tashlang. Galvanik elementning fonida bo'lgani kabi, faol metall (Cu) sifatida sink yuzasiga yopishib oling

A-Zn / K-TA / Cu + K

kamroq faol metall yuzasida suvning energiyasini tiklash

Elektron qurilmalar sukvíduut u ga o'tadi. Cu sobit bar'êr z їi íonív yuzasi va suvning doimiy ravishda yangilanishi mumkin.

Ketma -ket turdi, lekin korroziyaga uchrashi oson. Toza metall, shuningdek Au, Ag, Pt, tozalanmagan. Va bunday metallar: Mg, Al, Cu, Cr, Ni, korroziyaga uchraganda ular qattiq oksidli qatlam hosil qilib, korroziya bilan to'lib toshgan.

Zamin korroziyasi - bu korroziyaning bir turi, erdagi metallarning korroziyasi. Bu erda runtlarning kimyoviy va fizik kuchi rolini o'ynaydi. Ko'p turdagi korroziya tajovuzkor omillarga bog'liq

1. Vologosti va yugurishning o'rtasi.

2. Elektrdan va tuproqning kirib borishiga qarab.

3. Elektrod potentsialining metall bilan aloqada ko'rinishi

tuproq bilan va

Qonli oqimlar teri ostidagi korroziya.

Er osti korroziyasi jarayonlarida qonli strumi (strumi side dzherel) katta rol o'ynaydi.

Chiziqlar yopilgunga qadar, kissen, volozi unturuntu da razchiniya kiritiladi. Natijada OH- ionlarining ortiqcha bo'lishi.

Dartda cich ionining ko'rinishi, er osti metall yuzasida yak, dart. Ionlarning ionlar bilan aloqasi, konferentsiyada trubka paydo bo'lishidan va ortiqcha elektronlar kontsentratsiyasining ortishidan oldin ishlab chiqarilishi kerak. Elektronika trubkaning jilovini tuzatadi. A zonasida oksidlanish jarayoniga qarshi yo'lda bir soat. Ular taxtalarni vayron qilish uchun tashladilar. Ular vologu unturuntu -da metallga o'tishadi. Umuman olganda, ular ON-, scho ni A zonasidagi quvur yuzasiga K zonasidan o'tib ketgan elektronlar oldidan o'rnatiladi. Shunday qilib, Do er osti trubkasi korroziyaga uchraydi. A zonasi - temir yo'l.

Metalllarni korroziyadan tiklash usullari.

Bundan tashqari, bu eng keng tarqalgan elektrokimyoviy korroziya, korroziyaning barcha turlari uchun terlashni himoya qilishning turli usullari mavjud.

Metalllarni korroziyadan va qarishdan qutulish usullari, faqat asosiylaridan foydalangan holda.

1. Metallni korroziyali o'rtadan ajratish.

Kutupluluğun izolyatsiya qilingan barcha usuli metall tomonidan olib tashlanadi, buning natijasida u har doim galvanik element emas, lekin korroziya bo'lmaydi degan ma'noni anglatadi.

Izoluyuchí pokrittya nyiriznomanítníshim bo'lishi mumkin: pokrittya metallar bo'lmagan chanterlar, tobto yog'i, lak, farblar.

2. Metalllarning metallar bilan qoplanishi. Metall qoplamalarning ikki turi mavjud: katodik va anodik. Fe c Zn qoplamasi anod qoplamasi sifatida ishlatilishi mumkin. Umuman olganda, bug'lar faol Zn metalini oladi, lekin Fe emas.

Agar qoplamaning yaxlitligi buzilgan bo'lsa, shifokor kirishi bilan, galvanik element A-Zn / H2O + O2 / Fe, unda Zn anod yorilib ketadi va katod jim bo'lguncha yopiladi, uyg'onmang. butun muzlatilgan to'pning ishqalanishi

Zn-2e= Zn

Zn + 2 + 2OH- = Zn (OH) 2

Biroq, himoyachi himoyachi, himoyachi anod deyiladi. Butun usul turg'un bo'ladi, masalan, Zn turg'unligida katta miqdordagi himoyachilarda kemaning yon suv qismlari turbinalari belkuraklari korroziyasidan qutilish.

Katodik zahist. Kamroq faol metalldan qoplamaga katodik deyiladi. Shu bilan birga, sirtning yaxlitligi buzilganda, metall imkon qadar qattiq korroziyaga uchraydi.

Oziq -ovqat mahsulotlarini nazorat qilish

1. Elektrolizdan oldin katodlarda va anodda yurish jarayoni qanday?

2. Elektrodini bilasizmi?

3. Batareyalarning turlarini ayting.

4. Qanday kimyoviy korroziya? Korroziyani ko'ryapsizmi?

5. Yak korroziyaga qarshi kurashayotgan muhtoj?

Qo'rg'oshin -kislotali akkumulyator - ma'lum bir vaqt ichida akkumulyatorlarning butun turi kengayadi, biz avtomobil akkumulyatori sifatida saqlashning keng maydonini bilib olamiz.

Batareyaning ishlash muddati

Printsip printsipi, ilgari akkumulyator haqida aytilganidek, oksidlanishning etakchi elektrokimyoviy reaktsiyasiga asoslangan. Qo'rg'oshin dioksid bilan reaktsiyasi bo'yicha vipadda u kislotali muhitda uchraydi. Batareya ishga tushganda, zaryadsizlanish boshlanadi - anodda u qo'rg'oshin dioksidi bilan, katodda esa - oksidlangan qo'rg'oshin bilan yangilanadi.

Batareyani zaryadlagandan bir soat o'tgach, mushtli plastinkalarda nordonlik tasvirlari, salbiyda esa suv tasvirlari bo'lgan boshqa jiringlash reaktsiyalari bo'lmaydi. Vrahuvati slaydini, muhim qiymatlarda, agar zaryad va akkumulyator zaryad olayotgan va zaryad olayotgan bo'lsa, siz suvning elektroliz reaktsiyasini ko'rib chiqishingiz mumkin, bu bosqichma-bosqich o'zgarishga olib keladi.

Qopchada aytish mumkinki, sirop zaryadlanganda, elektrolitda kislota ko'proq elektrolitni tortadi va sirop bo'shatilganda kislota vitrlanadi va moyillik paydo bo'ladi. yiqilish

batareyaning biriktirilishi

Qo'rg'oshin-kislotali akkumulyator elektrodlarda, ajratgichlarda (ajratuvchi, ajratuvchi) saqlanadi. Ko'rish ustidagi elektrodlar qo'rg'oshin panjaralari, faqat faol nutq bilan, ijobiy elektrod faol bo'lishi mumkin - qo'rg'oshin dioksidi (PbO 2), anod - qo'rg'oshin.

Malunok 1 - qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorning Zagalniy ko'rinishi

Malunok 2 - musbat va manfiy elektrodli, ajratgichli batareya liniyasi

Kichkintoyda siz o'rtadagi monoblokni, kichikini esa batafsil ko'rib chiqishingiz mumkin - unda ajratuvchi bilan ajratilgan musbat va manfiy elektrodlar bor.

Qo'rg'oshin-kislotali batareyaning past haroratlarda ishlashi

Boshqa turdagi akkumulyatorlar asosida qo'rg'oshin kislotasi sovuqqa chidamli, shuningdek bachimo nadal - transport vositalarida kengroq iste'mol bor. Qo'rg'oshinli akkumulyator terining + 20 ° C ko'rish darajasida 1% quvvat sarflaydi, lekin 0 ° C haroratda bo'lganida, qo'rg'oshinli akkumulyatorning bo'lagi uning sig'imining 80% dan kamroqini tashkil qiladi. Narx past haroratlarda elektrolitlar yopishqoqligining oshishi bilan bog'liq, chunki sharob orqali elektrodlarga oddiy bosqichga ko'tarilish mumkin emas, lekin elektrolitlar tezda o'chadi.

Batareyani zaryadlash

Ko'proq batareyalar uchun, zaryadlovchi simlar korpusdagi yozuvda aybdor, taxminan, batareyaning sig'imining 0,1 dan 0,3 gacha o'zgarishi mumkin. Vzagal, biz akkumulyatorni qurilmadan 10% shtamm bilan, 10 yil davomida o'z zimmamizga olamiz. Zaryadlash paytida maksimal stress, batareyaning elementlaridan teriga 2,3 ± 0,023 V aybsizdir. Shunday qilib, 12 V kuchlanishli qo'rg'oshinli akkumulyator haqida aytish mumkin, bir soatlik zaryad uchun 13,8 ± 0,15 V ni o'zgartirish aybsiz.

Qo'rg'oshin kislotali batareyalar to'plami

Qo'rg'oshin kislotali batareyalar faqat zaryadlangan stantsiyada saqlanadi. Zberigannya íkh qayta quvvatlangan tegirmondan maksimal narxgacha ishlab chiqariladi.

Golovna » Asboblar va mulk » Qo'rg'oshin kislotali akkumulyator. Elektrokimyoviy elementlar Batareyalarda oksidlanish tipidagi reaktsiyalar