6.3. Концентрационный гальванический элемент

Концентрационным гальваническим элементом называется устройство, в котором оба электрода изготовлены из одного и того же металла, погружены в раствор одного и того же электролита, но эти растворы имеют различную концентрацию. В этом случае потенциалы электродов будут отличаться, так как, согласно уравнению Нернста, электродный потенциал зависит от концентрации раствора электролита. Электродный потенциал электрода, погруженного в разбавленный раствор, будет меньше потенциала электрода, погруженного в концентрированный раствор, следовательно, электрод, погруженный в разбавленный раствор, будет анодом, его подсоединяют к отрица-

тельному полюсу гальванометра, а электрод, погруженный в концен-

раствора, в который погружен анод, в процессеИработы гальванического элемента повышается. На катоде происходит восстановление

трированный раствор, будет катодом, его подсоединяют к положи-

тельному полюсу гальванометра. В остальном концентрационный

катионов металла, концентрация раствораДэлектролита, в который погружен катод, уменьшается. Работать такой гальванический элемент

гальванический элемент работает так же, как и обычный элемент: на

аноде происходит окисление металлической пластинки, концентрация

где п – число электронов, передаваемых от восстановителя окислителю; СК – концентрация раствора электролита, в который погружен катод; СА – концентрация раствора электролита, в который погружен анод.

Лабораторная работа № 8

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

Опыт 1. Изготовление медно-цинкового элемента.

Одну пробирку заполнить доверху 1 М раствором сульфата цинка, другую – 1 М раствором сульфата меди. Пробирки соединить солевым мостиком, заполненным насыщенным раствором хлорида калия в смеси с агар-агаром. Опустить в раствор сульфата цинка

64

ZnSO4 цинковую пластинку, а в раствор сульфата меди CuSO4 – медную (пластинки предварительно очистить наждачной бумагой). Пластинки соединить электрическим проводом с гальванометром. Наблюдать отклонение стрелки гальванометра, указывающее на возникновение электрического тока.

Составить схему гальванического элемента. Написать уравнения химических реакций, протекающих на электродах гальванического элемента, и суммарное уравнение химической реакции, в результате которой возникает электрический ток в данном элементе.

Используя числовые значения стандартных электродных потенциалов цинка и меди, вычислить ЭДС медно-цинкового гальванического элемента. В каком направлении перемещаются электроны во внешней

центрации: первую – 2 M раствором CuSО4, вторую – 0,2 M раствором CuSO4. Соединить пробирки электролитным мостиком. Опустить

да и уравнение Нернста, вычислить электродный потенциал катода и анода, а также ЭДС концентрационного гальванического элемента.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определение гальваническим элементам.

2. Из чего состоит гальванический элемент?

3. Опишите механизм действия и принцип работы гальванического элемента.

4. Как устроен водородный электрод? Как определяют стандартные электродные потенциалы?

5. Что такое ЭДС гальванического элемента? как её вычислить? 6. Что представляет собой концентрационный гальванический

элемент? Как вычислить ЭДС такого элемента? До каких пор будет работать концентрационный гальванический элемент?

65