Як розрахувати ЕРС гальванічних елементів

Процеси в гальванічних елементах

В основі роботи гальванічного елемента лежать процеси, які проходять на кордоні металу з розчином. Коли металеві пластини занурюють у водних розчин солей того ж металу, позитивні іони його поверхні переміщуються в розчин.

У кристалічній решітці металу виникає надлишок електронів, пластина стає негативно зарядженою, в результаті чого між нею і позитивними іонами розчину з`являється електростатичне тяжіння. Коли метал контактує з розчином утворюється подвійний електричний шар і виникає різниця потенціалів.

Електрохімічна система гальванічного включає в себе дві металеві пластини, занурені в розчини солей своїх іонів. Розчини з`єднують скляною трубкою, заповненою електролітом, так званим сольовим містком, який проводить електричний струм і перешкоджає змішуванню розчинів.

Електродний потенціал і рівняння Нернста

Електродом називають систему, що включає в себе металевий провідник і розчин електроліту, в який він занурений. Електродний потенціал - це різниця потенціалів на кордоні металу з електролітом. Він залежить від концентрації іонів металу розчину, його температури і природи металу, знайти його можна, використовуючи рівняння Нернста.

Дізнатися абсолютну величину електродного потенціалу неможливо, у зв`язку з чим потенціали металів визначають по відношенню до стандартного водневого електроду, його потенціал вважають рівним нулю.

Електрорушійна сила в умовах, відмінних від стандартних

Якщо е.р.с. необхідно виміряти в стандартних умовах, її вважають за електродним потенціалом як їх різниця. У тому випадку, коли умови відрізняються від стандартних, електродні потенціали розраховуються за допомогою рівнянь Нернста.

Концентраційним називають гальванічний елемент, що складається з двох електродів, виготовлених з одного і того ж металу, але занурених у розчини солей з різною концентрацією. Пластина в розчині меншій концентрації буде в такому елементі анодом, а катодом буде вважатися пластина, занурена в розчин з високою концентрацією. Поступово концентрація першого розчину буде збільшуватися, в другому - зменшуватися, через деякий час вони зрівняються і електрорушійна сила стане рівною нулю.