4. Химические источники тока
Химические источники тока это устройства, вырабатывающие электрическую энергию за счет протекания окислительно-восстановительных реакций. Основой конструкции химического источника тока является гальванический элемент с двумя электродами (на одном протекает окисление, на другом – восстановление), находящимися в контакте с электролитом (жидким или твердым).
Все химические источники тока делят на гальваничекие элементы (первичные элементы), аккумуляторы (вторичные элементы) и топливные элементы.
Гальванический элемент содержит запас реагентов, после расходования которых становится неработоспособным. Например, медно-цинковый гальванический элемент (элемент Даниэля) Zn/ZnSO4//CuSO4/Cu. Суммарное уравнение реакции:
Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu.
Аккумулятор рассчитан на многократное использование. При пропускании тока от внешнего источника в обратном направлении происходит регенерация реагентов гальванического элемента (зарядка). Например, свинцовый аккумулятор PbO2(тв)/H2SO4(р-р)/Pb(тв). Электроды (пластины) свинцового аккумулятора изготовлены из свинцовой сетки, ячейки которой заполнены пастой из оксида свинца. Электролитом является 30%-ный раствор серной кислоты. Погружение пластин в серную кислоту приводит к образованию на поверхности труднорастворимого сульфата свинца PbSO4. Суммарная реакция, протекающая в аккумуляторе:
Топливные элементы (электрохимические генераторы) могут работать длительное время за счет постоянного подвода реагентов и отвода продуктов реакции.
Библиографический список
1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов. – 23-е изд. – Л.: Химия, 1984. – 704 с.
2. Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. – 3-е изд. – М.: Высш. шк., 1986. – 543 с.