Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Принцип действия




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[1] или солей.

[править]Классификация

По возможности или невозможности повторного использования химические источники тока делятся на:

§ гальванические элементы (первичные ХИТ), которые из-за необратимости протекающих в них реакций, невозможно перезарядить;

§ электрические аккумуляторы (вторичные ХИТ) — перезаряжаемые гальванические элементы, которые с помощью внешнего источника тока (зарядного устройства) можно перезарядить;

§ топливные элементы (электрохимические генераторы) — устройства, подобные гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне, а продукты реакций удаляются из него, что позволяет ему функционировать непрерывно.

Следует заметить, что деление элементов на гальванические и аккумуляторы до некоторой степени условное, так как некоторые гальванические элементы, например щелочные батарейки, поддаются подзарядке, но эффективность этого процесса крайне низка.

По типу используемого электролита химические источники тока делятся на кислотные (например свинцово-кислотный аккумулятор, свинцово-плавиковый элемент), щелочные (например ртутно-цинковый элемент, ртутно-кадмиевый элемент, никель-цинковый аккумулятор, никель-кадмиевый аккумулятор) и солевые (например, марганцево-магниевый элемент,цинк-хлорный аккумулятор).

[править]Некоторые виды химических источников тока

[править]Гальванические элементы

Основная статья: Гальванический элемент

Гальванический элемент — химический источник электрического тока, названный в честь Луиджи Гальвани. Принцип действия гальванического элемента основан на взаимодействии двух металлов через электролит, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока.

Смотри также Категория:Гальванические элементы.

Тип Катод Электролит Анод Напряжение, В
Марганцево-цинковый элемент MnO2 KOH Zn 1.56
Марганцево-оловянный элемент MnO2 KOH Sn 1.65
Марганцево-магниевый элемент MnO2 MgBr2 Mg 2.00
Свинцово-цинковый элемент PbO2 H2SO4 Zn 2.55
Свинцово-кадмиевый элемент PbO2 H2SO4 Cd 2.42
Свинцово-хлорный элемент PbO2 HClO4 Pb 1.92
Ртутно-цинковый элемент HgO KOH Zn 1.36
Ртутно-кадмиевый элемент HgO2 KOH Cd 1.92
Окисно-ртутно-оловянный элемент HgO2 KOH Sn 1.30
Хром-цинковый элемент K2Cr2O7 H2SO4 Zn 1.8—1.9

Другие типы:

§ Свинцово-плавиковый элемент

§ Медно-окисный гальванический элемент

§ Висмутисто-магниевый элемент

§ Ртутно-висмутисто-индиевый элемент

§ Литий-хромсеребряный элемент

§ Литий-висмутатный элемент

§ Литий-окисномедный элемент

§ Литий-йодсвинцовый элемент

§ Литий-йодный элемент

§ Литий-тионилхлоридный элемент

§ Литий-оксидванадиевый элемент

§ Литий-фторомедный элемент

§ Литий-двуокисносерный элемент

§ Диоксисульфатно-ртутный элемент

§ Серно-магниевый элемент

§ Хлористосвинцово-магниевый элемент

§ Хлорсеребряно-магниевый элемент

§ Хлористомедно-магниевый элемент

§ Йодатно-цинковый элемент

§ Магний-перхлоратный элемент

§ Магний-м-ДНБ элемент

§ Цинк-хлоросеребряный элемент

§ Хлор-серебряный элемент

§ Бром-серебряный элемент

§ Йод-серебряный элемент

§ Магний-ванадиевый элемент

§ Кальций-хроматный элемент

[править]Электрические аккумуляторы

Основная статья: Электрический аккумулятор

Электрический аккумулятор — химический источник тока многоразового действия (то есть в отличие от гальванического элемента химические реакции, непосредственно превращаемые в электрическую энергию, многократно обратимы). Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.

Смотри также Категория:Аккумуляторы.

§ Железо-воздушный аккумулятор

§ Железо-никелевый аккумулятор

§ Лантан-фторидный аккумулятор

§ Литий-железо-сульфидный аккумулятор

§ Литий-ионный аккумулятор

§ Литий-полимерный аккумулятор

§ Литий-фторный аккумулятор

§ Литий-хлорный аккумулятор

§ Литий-серный аккумулятор

§ Марганцево-оловянный элемент

§ Натрий-никель-хлоридный аккумулятор

§ Натрий-серный аккумулятор

§ Никель-кадмиевый аккумулятор

§ Никель-металл-гидридный аккумулятор

§ Никель-цинковый аккумулятор

§ Свинцово-водородный аккумулятор

§ Свинцово-кислотный аккумулятор

§ Свинцово-оловянный аккумулятор

§ Серебряно-кадмиевый аккумулятор

§ Серебряно-цинковый аккумулятор

§ Цинк-бромный аккумулятор

§ Цинк-воздушный аккумулятор

§ Цинк-хлорный аккумулятор

(28) Электро́лиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с полюсами источника электрической энергии. Анодом при электролизе называется положительный электрод, катодом — отрицательный[1]. Положительные ионы — катионы — (ионы металлов, водородные ионы, ионы аммония и др.) — движутся к катоду, отрицательные ионы — анионы — (ионы кислотных остатков и гидроксильной группы) — движутся к аноду.

Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В частности, электролиз является одним из способов промышленного получения алюминия, водорода, а также гидроксида натрия, хлора, хлорорганических соединений[ источник не указан 1122 дня ], диоксида марганца[2], пероксида водорода. Большое количество металлов извлекаются из руд и подвергаются переработке с помощью электролиза (электроэкстракция, электрорафинирование).

Электролиз находит применение в очистке сточных вод (процессы электрокоагуляции, электроэкстракции, электрофлотации).




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-04-23; Просмотров: 1187; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.027 сек.