Форум » Наша таверна » Электролиз в аккумуляторе » Ответить
Электролиз в аккумуляторе
Ork: Зеленый и Ужастный пишет: [quote]Увеличение подаваемого на электролизер напряжения увеличивает (нелинейно и до некоторого предела, определяемого процессами диффузи в растворе, в основном) плотность тока и снижает избирательность электрохимических реакций. Что опять-таки известно всем, кроме Гуру.[/quote] почитав вот эту ахинею, я задумался: а что же аткое на самом деел Электролиз? И в глубинах своего древнего первобытного сознания я нашел правильный ответ. Рассмотрим схему электролиза на примере свинцово-цинкового аккумулятора. Как очевидно, в растворе там присутствует концентрированная серная кислота Н2SО4 и вода Н2О (раз это все-же раствор). И кислота, и вода распадаются на отдельные ионы. Н2SО4 = 2Н+ + SО4 2- Н2О = Н+ + ОН- Общая схема процесса окисления свинца под действием Эл. Тока: РвО2 + Рв + 2 Н2SО4 = 2 РвSО4 + 2 Н2О Как видно, свинец тут окисляется, то есть отдает электроны, и включается в состав мало растворимой соли (сульфата), то есть уходит из сферы реакции. Водород (Н+) из раствора – принимает электроны и включается в состав воды (тоже относится к мало малодиссоциируемым соединениям), то есть фактически тоже уходит из сферы реакции. Но это – под действием Эл. Тока, то есть приложенного напряжения (разности потенциалов на электродах). Электролиз – это реакция, обратная данной, то есть выделение на катоде чистого свинца и его оксида. Никель-кадмиевый аккумулятор – хитрее. В нем мы имеем дело с оксидом никеля, кадмием и раствором щелочи (NaOH, KOH или LiOH). Всю реакцию можно написать так: 2NiO + Cd = Ni2O + CdO Можно написать немного по-иному: Ni2O + Cd = 2Ni + CdO Можно и так: Ni2O3 + Cd = 2NiO + CdO Фокус – в том, что степени окисления никеля (в отличие от кобальта) бывают разные. Так что важно понять лишь следующее: перед началом реакции его степень окисления на один больше, чем в конце ее. То есть никель в процессе реакции принимает 1 электрон. Кобальт – соответственно – отдает. Точно так же действует и железо-никелевый аккумулятор, но роль кадмия начинает выполнять железо: Ni2O3 + Fe = 2NiO + FeO Все остальные реакции (для других степеней окисления никеля) – можно написать аналогично. Свинцово-цинковый аккумулятор называется Кислотным (поскольку в нем налита кислота), никель-кадмиевый и железо-никелевый – Щелочным (поскольку в нем налита щелочь). В чем же разница принципа действия? Разберем сам процесс электролиза более подробно. Если у нас в растворе присутствует распавшееся на ионы молекула воды, то электролитические реакции в растворе выглядят примерно так: Н2О = Н+ + ОН- Н+ + Н+ = Н2 2ОН- + 2ОН- = 2Н2О + О2 Но это – в нейтральной среде (содержание катионов Н+ - около 10 в минус седьмой степени, то есть pH = 7). При этих условиях и измеряют так называемый стандартный электродный потенциал. Потенциал перехода Н+ + Н+ = Н2 Составляет в этих условиях минус 0,14В. По другим (более приближенным) данным – 0В, но мы сейчас рассмотрим ниже более точные цифры. Если же в растворе присутствует еще и некий металл (хотя бы в виде электрода), то мы должны рассмотреть и его стандартный электродный потенциал: Если потенциал – менее отрицательный, нежели -0,14В, то на катоде выделяется металл, если потенциал – более отрицательный, нежели -0,76В, то на катоде выделяется водород. По существу, ради удобства можно принять эту границу более приближенно (менее точно) – где-то в районе 1В. Промежуточные металлы (Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn) – ведут себя по-разному в зависимости от концентрации в растворе ионов Н+, то есть - от кислотности среды. В кислой среде - они дают возможность протекания вот такой реакции: 2Н2О +2е = Н2 + 2ОН- В щелочной среде – вот такой: 4ОН- = О2 + 2Н2О + 4е В нейтральной: 2Н2О = О2 + 4Н+ + 4е Как видно, кислород – образуется (выделяется) и в нейтральной, и в щелочной среде, не образуется – только в кислой. Меня не удивляет, что этого всего не знает Зеленый. Он - известный неуч и вообще болван (судя по его сообщениям на этом форуме). Но очень любопытно, что про это - ни бе ни ме ни купреку и Скалда. Как она поступала куда-то там по химии, не освоив и школьной программы? Загадка. Наверное, по блату.
Ответов - 34, стр:
1 2 All
полная версия страницы