381. Степенью окисления элемента называют:
382. Как называется валентность атома со знаком его электровалентности:
383. Чему равна алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, входящих в состав молекулы:
384. Реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, называются:
385. Окислитель и восстановитель:
386. Количество окислителя, которое присоединяет 1 моль электронов в данной окислительно-восстановительной реакции, называется:
387. Какая реакция является окислительно-восстановительной:
388. Чему равна степень окисления хлора в перхлорате калия (КСlО 4):
389. Чему равна степень окисления атома хрома в молекуле Сr 2 (SО 4) 3:
390. Чему равна степень окисления Mn в соединении КМnО 4:
391. Чему равна степень окисления атома хрома в молекуле К 2 Сr 2 О 7:
392. Определите степень окисления Mn в соединении К 2 MnО 4:
393. Какая из окислительно-восстановительных реакций является реакцией диспропорционирования:
394. Какая из окислительно-восстановительных реакций является внутримолекулярной:
395. Процесс ClO 3 - ® Cl - представляет собой:
396. Укажите конечный продукт превращения иона MnO в щелочной среде:
397. Укажите конечный продукт превращения иона MnO в кислой среде:
398. Укажите конечный продукт превращения иона MnO в нейтральной среде:
399. Чему равно число электронов, участвующих в полуреакции окисления сульфит-иона SO до сульфат-иона SО :
400. Чему равно число электронов, участвующих в полуреакции окисления сульфид-иона S 2- до сульфат-иона SО :
401. Чему равно число электронов, участвующих в полуреакции восстановления сульфит-иона SO до сульфид-иона S 2- :
402. Чему равно число электронов, участвующих в полуреакции восстановления иона MnO до иона Mn 2+ :
403. Чему равно число электронов, участвующих в полуреакции окисления иона S 2- до иона SО :
404. Коэффициент перед формулой окислителя в уравнении реакции между алюминием и бромом равен:
405. Коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении реакции между алюминием и бромом равен:
406. Коэффициенты перед формулами восстановителя и окислителя в уравнении реакции, схема которой Р + КСlО 3 = КСl + Р 2 О 5:
407. Коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении реакции, схема которой Mg + HNO 3 = N 2 O + Mg(NO 3) 2 + H 2 O:
408. В уравнении реакции, схема которой Р + НNО 3 + Н 2 О =Н 3 РО 4 + NО, коэффициент перед формулой восстановителя равен:
409. Чему равен эквивалент восстановителя в окислительно-восстановительной реакции: 2Н 2 S + Н 2 SО 3 = 3S + 3Н 2 О:
410. Чему равна эквивалентная масса восстановителя в реакции HNO 3 + Ag = NO + AgNO 3 + H 2 O:
411. Укажите эквивалент окислителя реакции HNO 3 + Ag = NO 2 + AgNO 3 + H 2 O:
412. При взаимодействии концентрированной азотной кислоты с металлическим натрием образуются продукты:
413. До какого вещества идет восстановление концентрированной азотной кислоты при ее взаимодействии с серебром:
414. С неметаллами разбавленная азотная кислота восстанавливается до образования:
415. Укажите продукты взаимодействия разбавленной азотной кислоты с фосфором:
416. Продуктами взаимодействия разбавленной серной кислоты с медью, являются:
417. Какие металлы вытесняют водород в реакции их взаимодействия с разбавленной серной кислотой:
Электрохимия
418. Что изучает электрохимия:
419. Что является основой электрохимических явлений:
420. Составляющие простейшей электрохимической системы:
421. Проводниками 1-го рода в электрохимической системе являются:
422. Проводниками 2-го рода в электрохимической системе могут выступать:
423. Внешней цепью электрохимической системы являются:
424. Счетчики количества электричества (кулонометры, интеграторы тока) и другие устройства, созданы на основе законов:
425. Формулировка: «Количество вещества, образовавшегося на электроде при электролизе, прямо пропорционально количеству прошедшего через электролит тока», является отражением:
426. Согласно закону Фарадея, какое количество электричества необходимо затратить для выделения одного грамм-эквивалент любого вещества при электролизе:
427. Процессы окисления в электрохимии получили название:
428. Катодными процессами в электрохимии называются:
429. Электроды, на которых осуществляются процессы окисления:
430. Электроды, на которых осуществляются процессы восстановления:
431. Суммарная химическая реакция, протекающая в гальваническом элементе, называется:
432. Как обозначают границу раздела между проводником первого и второго рода при схематической записи гальванического элемента:
433. Как обозначают границу раздела между проводниками второго рода при схематической записи гальванического элемента:
434. Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе гальванического элемента:
435. Максимальное значение напряжения гальванического элемента, соответствующее обратимому протеканию реакции, называется:
436. Стандартным электродным потенциалом (φ°), называют:
437. Если из ряда стандартных электродных потенциалов выделить процессы Ме z + + Zе = Ме, то получим значения, образующие:
438. Формула Нернста, отражающая зависимость электродного потенциала металла от различных факторов имеет следующее математическое отражение:
439. Изменение потенциала электрода при прохождении тока:
440. Что изучает электрохимическая кинетика:
441. Устройство однократного применения, преобразующее энергию химических реакций в электрическую энергию:
442. Составляющими простейшего гальванического элемента являются:
443. Ток силой 2,5 А проходя через раствор электролита, за 30 мин выделяет из раствора 2,77 г металла. Чему равна эквивалентная масса металла:
444. Ток силой 6 А пропускали через водный раствор серной кислоты в течении 1,5 ч. Чему равна масса разложившейся воды (г):
445. Ток силой 6 А пропускали через водный раствор серной кислоты в течении 1,5 ч. Чему равен объем (л) выделившегося водорода (условия нормальные):
446. Ток силой 6 А пропускали через водный раствор серной кислоты в течении 1,5 ч. Чему равен объем (л) выделившегося кислорода (условия нормальные):
447. При работе какого гальванического элемента проходят процессы Zn -2e = Zn 2+ ; Cu 2+ + 2e = Cu:
448. Укажите схему железо-медного гальванического элемента:
449. Схема цинк-магниевого гальванического элемента:
450. Укажите схему никель-медного гальванического элемента:
451. Химическая реакция, лежащая в основе анодного процесса, при заряде кислотного аккумулятора:
452. Химическая реакция, лежащая в основе катодного процесса, при заряде кислотного аккумулятора:
453. Какой процесс при работе свинцового аккумулятора отображает химическая реакция PbO 2 + 2H 2 SO 4 = PbSO 4 + SO 2 + 2H 2 O:
454. Какой процесс при работе кислотного аккумулятора отображает химическая реакция Pb + H 2 SO 4 = PbSO 4 + H 2:
455. Химическая реакция, лежащая в основе катодного процесса, при заряде кислотного аккумулятора:
456. Химическая реакция, лежащая в основе анодного процесса, при заряде кислотного аккумулятора:
457. В щелочных аккумуляторах ионным проводником служит 20%-ный раствор:
458. Общее название аккумулятора в котором токообразующей реакцией служит 2NiOOH + Cd + 2H 2 O →2Ni(OH) 2 + Cd(OH) 2:
459. Положительный электрод в щелочных аккумуляторах содержит:
460. Отрицательные пластины в щелочном аккумуляторе, где протекает токообразующая реакция Ni OOH+Fe + 2H 2 O →2Ni(OH) 2 + Fe(OH) 2
461. На обоих электродах при разрядке кислотного аккумулятора образуется:
462. Из какого металла состоят положительные пластины кадмиево-никелевых щелочных аккумуляторов:
463. Отрицательные платины кадмиево-никелевых щелочных аккумуляторов состоят:
464. Положительные пластины серебряно-цинкового щелочного аккумулятора изготавливают из:
465. Из какого металла изготовлены отрицательные платины серебряно-цинкового щелочного аккумулятора:
466. В каких случаях в электролизер вводится пористая перегородка – диафрагма:
467. Что является материалом для изготовления диафрагмы при работе электролизера:
468. Какой процесс происходит на катоде при электролизе раствора сульфата калия K 2 SO 4:
469. Какой процесс происходит на инертном аноде при электролизе сульфата натрия Na 2 SО 4:
470. Укажите соль, при электролизе которой на аноде выделяется свободный кислород:
471. Ионное уравнение катодного процесса 2Н 2 О + 2е = Н 2 + 2ОН - возможно при электролизе соли:
472. Ионное уравнение анодного процесса 2Н 2 О - 4е = О 2 + 4Н + возможно при электролизе соли:
473. Никелевые пластинки опущены в водные растворы перечисленных ниже солей. С какими солями никель будет реагировать?
474. Цинковые пластинки опущены в водные растворы перечисленных ниже солей. С какой солью цинк будет реагировать:
475. Укажите свойство железа, которое отрицательно влияет на его использование в технике:
476. В голубой раствор хлорида меди (II) опускают очищенный железный гвоздь, который быстро покрывается налетом меди. Раствор при этом приобретает зеленоватое окрашивание, объясняющееся:
477. Лампочка прибора для испытания веществ на электрическую проводимость загорится при погружении электродов в:
478. Как будет изменяться свечение лампочки в приборе для испытания электропроводности растворов, если его электроды опустить в известковую воду, через которую пропускать оксид углерода (IV)? Почему?
479. Укажите металл, характеризующийся полной термодинамической стабильностью к электрохимической коррозии:
480. До недавнего времени консервные банки изготавливали из так называемой белой жести (железного корпуса, покрытого защитным слоем олова). В открытых консервных банках не рекомендуется сохранять продукты, так как, если поцарапан защитный слой, банка быстро ржавеет. Укажите реакции, лежащие в основе данного процесса.
481. Электронное уравнение анодного процесса атмосферной коррозии луженого железа:
482. Электронное уравнение катодного процесса атмосферной коррозии луженого железа:
Полимеры
483. Процесс образования полимеров из низкомолекулярных веществ, сопровождающийся выделением побочного продукта (воды, аммиака, хлороводорода и др.).
Готовый к употреблению свинцовый аккумулятор состоит из решетчатых свинцовых пластин, одни из которых заполнены диоксидом свинца, а другие - металлическим губчатым свинцом. Пластины погружены в раствор при этой концентрации удельная электрическая проводимость раствора серной кислоты максимальна.
При работе аккумулятора - при его разряде - в нем протекает окислительно-восстановительная реакция, в ходе которой металлический свинец окисляется
а диоксид свинца восстанавливается:
Электроны, отдаваемые атомами металлического свинца при окислении, принимаются атомами свинца при восстановлении; электроны передаются от одного электрода к другому по внешней цепи.
Таким образом, металлический свинец служит в свинцовом аккумуляторе анодом и заряжен отрицательно, а служит катодом и заряжен положительно.
Во внутренней цепи (в растворе ) при работе аккумулятора происходит перенос ионов. Ионы движутся к аноду, а ионы - к катоду. Направление этого движения обусловлено электрическим полем, возникающим в результате протекания электродных процессов: у анода расходуются анионы, а у катода - катионы. В итоге раствор остается электронейтральным.
Если сложить уравнения, отвечающие окислению свинца и восстановлению , то получится суммарное уравнение реакции, протекающей в сеинцовом аккумуляторе при его работе (разряде):
Э. д. с. заряженного свинцового аккумулятора равна приблизительно 2 В. По мере заряда аккумулятора материалы его катода и анода (Рb) расходуются. Расходуется и серная кислота. При этом напряжение на зажимах аккумулятора падает. Когда оно становится меньше значения, допускаемого условиями эксплуатации, аккумулятор вновь заряжают.
Для зарядки (или заряда) аккумулятор подключают к внешнему источнику тока (плюсом к плюсу и минусом к минусу). При этом ток протекает через аккумулятор в направлении, обратном тому, в котором он проходил при разряде аккумулятора, В результате этого электрохимические процессы на электродах «обращаются».
На свинцовом электроде теперь происходит процесс восстановления
т. е. этот электрод становится катодом.
Электролит свинцового аккумулятора представляет собой раствор серной кислоты, содержащий сравнительно малое количество ионов . Концентрация ионов водорода в этом растворе намного больше, чем концентрация ионов свинца. Кроме того, свинец в ряду напряжений стоит до водорода. Тем не менее при зарядке аккумулятора на катоде восстанавливается именно свинец, а не водород. Это происходит потому, что перенапряжение выделения водорода на свинце особенно велико (см. табл. 20 на стр. 295).
Электрохимия
Зайлобов Л. Т., аспирант Ташкентского государственного педагогического университета им. Низами (Узбекистан)
ДЕМОНСТРАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ, ПРОХОДЯЩИХ В СВИНЦОВОМ АККУМУЛЯТОРЕ, С ПРИМЕНЕНИЕМ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Представлена анимационная модель демонстрации процессов окислительно-восстановительных реакций, проходящих в свинцовом аккумуляторе, с применением инновационных технологий. Данная статья рекомендована для учащихся академических лицеев и колледжей с углубленным изучением химии.
Ключевые слова: окислительно-восстановительные реакции, гальванические элемент, батарея, свинцовом аккумуляторе, растворе H2S04, электрод, анимационная модель, металлического свинца, исход электрического тока - разряд, восстановление - заряд, ионы, электропроводность.
DEVELOPMENT OF EDUCATION ON OXIDATION-REDUCTION REACTIONS OCCURRING IN LEAD CELLS USING INNOVATIVE TECHNOLOGIES
Is presented animation model the development of the tuition of oxidizing-reсonstruсtion reactions passing in plumbum battery with applying of innovation technologies. This article is recommended for taken into account academic lyceums and colleges with the in-depth studies of chemistry.
Keywords: oxidizing-reconstruction reactions, galvanic element, a batterie, leaden battery, solution H2S04, electrode, animation model, metallic lead, upshot of the electric current - a category, reconstruction - a charge, Ions, conduction.
В настоящее время широко используемые гальванические элементы - батареи и аккумуляторы являются неотъемлемой частью нашей жизни. Окислительные и восстановительные процессы, которые проходят в аккумуляторах, являются одной из трудноосваиваемых тем общей химии. Объяснение данной темы без наглядных пособий и химических опытов является основной причиной этой проблемы.
Периодические перемещения электронов в окислительных и восстановительных реакциях, проходящие в гальванических элементах, можно показать только при помощи инновационных технологий. Динамичная модель этих процессов демонстрируется с помощью компьютера. Готовые электронные данные и проведение компьютерных уроков на основе анимации и их демонстрация ученикам повышают качество урока.
Свинцовая аккумуляторная батарея. В элементах протекают следующие реакции: На эноде: Pb+SO43^PbSO4+24
На катоде: Pb O2+ SO42+24^ PbSO4+2H2O Батарея обладает свойством обратимости (может перезаряжаться), поскольку продукт протекающих с ней реакций - образующийся на обоих электродах сульфат свинца - оседает на пластинах, а не диффундирует и не отваливается от них. Один элемент изображенный здесь свинцовой аккумуляторной батареи дает напряжение около 2 В; в батареях на 6 или 12 В последовательно соединены три или шесть описанных элементов.
Первый работоспособный свинцово-кислотный аккумулятор был изобретен в 1859 г. французским ученым Гастоном Планте. Конструкция аккумулятора представляла собой электроды из листового свинца, разделенные сепараторами из полотна, которые были свернуты в спираль и помещены в сосуд с 10 % раствором серной кислоты. Недостатком первых свинцово-кислотных аккумуляторов была их невысокая емкость.
В качестве примера рассмотрим готовый к употреблению свинцовый аккумулятор. Он состоит из решетчатых свинцовых пластин, одни из которых заполнены диоксидом свинца, а другие - металлическим губчатым свинцом. Пластины погружены в 35-40% раствор Н2804; при этой концентрации удельная электропроводность раствора серной кислоты максимальна.
При работе аккумулятора - при его разряде - в нем протекает окислительно-восстановительная реакция, в ходе которой металлический свинец окисляется:
РЬ+804-2=РЬ804+2ё или РЬ-2ё=РЬ+2
А диоксид свинца восстанавливается:
РЬ02+2Н2804=РЬ(804)2+2Н20
РЬ(804)2+2ё= РЬ804+ 80^2 или РЬ+4+2ё=РЬ
Электроны, отдаваемые атомами металлического свинца при окислении, принимаются атомами свинца РЬ02 при восстановлении; электроны передаются от одного электрода к другому по внешней цепи.
Таким образом, были созданы и испытаны химические процессы, проходящие в аккумуляторах в виде анимационной модели. В ней показан исход электрического тока - разряд и восстановление - заряд. Появление каждой реакции объясняется движением ионов в растворе.
р-1,23-1,27 гр/мл
Во внутренней цепи (в растворе Н2804) при работе аккумулятора происходит перенос
ионов. Ионы 804 движутся к аноду, а ионы Н+ - к катоду. Направление этого движения обусловлено электрическим полем, возникающим в результате протекания электродных процессов: у анода расходуются анионы, а у катода - катионы. В итоге раствор остается электронейтральным.
Если сложить уравнения, отвечающие окислению свинца и восстановлению РЬ02, то получится суммарное уравнение реакции, протекающей в свинцовом аккумуляторе при его работе (разряде):
РЬ + РЬ02 + 4Н++ 2Б04
2РЬБ04 + 2Н2О
Э.д.с. заряженного свинцового аккумулятора равна приблизительно 2В. По мере разряда аккумулятора материалы его катода (РЬ02) и анода (РЬ) расходуются. Расходуется и серная кислота. При этом напряжение на зажимах аккумулятора падает. Когда оно становится меньше значения, допускаемого условиями эксплуатации, аккумулятор вновь заряжают.
Для зарядки (или заряда) аккумулятор подключают к внешнему источнику тока (плюсом к плюсу и минусом к минусу). При этом ток протекает через аккумулятор в направлении, обратном тому, в котором он проходил при разряде аккумулятора. В результате этого электрохимические процессы на электродах «обращаются». На свинцовом электроде теперь происходит процесс восстановления:
РЬ804+2Н++2ё = Н2Б04 + РЬ т.е. данный электрод становится катодом. На электроде из РЬ02 идет процесс окисления:
РЬ804+2Н+-2ё=РЬ02+Н2804+2Н+
Следовательно, этот электрод является теперь анодом. Ионы в растворе движутся в направлениях, обратных тем, в которых они перемещались при работе аккумулятора.
Складывая два последних уравнения, получим уравнение реакции, протекающей при зарядке аккумулятора:
2РЬБ04 + 2Ш0^РЬ + РЬ02 + 2Н2Б04
Нетрудно заметить, что этот процесс противоположен тому, который протекает при работе аккумулятора: при зарядке аккумулятора в нем вновь получаются вещества, необходимые для его работы.
Свинцовые аккумуляторы являются наиболее распространенными среди всех существующих в настоящее время химических источников тока. Их масштабное производство определяется как относительно низкой ценой, обусловленной сравнительной недефицитностью исходных материалов, так и разработкой разных вариантов этих аккумуляторов, отвечающих требованиям широкого круга потребителей.
Применение наглядной демонстрации процессов, проходящих в данном свинцовом аккумуляторе, использование анимационной модели позволяет учащимся легче усвоить столь трудную для понимания тему.
ЛИТЕРАТУРА
1. Р.Дикерсон, Г.Грей, Дж.Хейт. Основные законы химии. Издательство «Мир» Москва 1982. 653с.
2. Деордиев С.С. Аккумуляторы и уход за ними. К.: Техника, 1985. 136с.
3. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т.2. Электротехнические изделия и устройства/под общ. ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И. Н. Орлов) и др. 7 изд. 6 испр. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. 712 с.
Окислительно-восстановите льные реакции – реакции, которые идут с изменением степеней окисления элементов.
Окисление – процесс отдачи электронов.
Восстановление – процесс присоединения электронов.
Окислитель – атом, молекула или ион, который принимает электроны.
Восстановитель – атом, молекула или ион, который отдает электроны.
Окислители, принимая электроны, переходят в восстановленную форму:
F2 [ок. ] + 2ē → 2F¯ [восст.].
Восстановители, отдавая электроны, переходят в окисленную форму:
Na0 [восст. ] – 1ē → Na+ [ок.].
Равновесие между окисленной и восстановленной формами характеризуется с помощью уравнения Нернста для окислительно-восстановительного потенциала:
где Е0 – стандартное значение окислительно-восстановительного потенциала; n – число переданных электронов; [восст. ] и [ок. ] – молярные концентрации соединения в восстановленной и окисленной формах соответственно.
Величины стандартных электродных потенциалов Е0 приведены в таблицах и характеризуют окислительные и восстановительные свойства соединений: чем поло-жительнее величина Е0, тем сильнее окислительные свойства, и чем отрицательнее значение Е0, тем сильнее восстановительные свойства.
Например, для F2 + 2ē ↔ 2F¯Е0 = 2,87 вольт, а для Na+ + 1ē ↔ Na0Е0 = -2,71 вольт (процесс всегда записывается для реакций восстановления).
Окислительно-восстановительная реакция представляет собой совокупность двух полуреакций, окисления и восстановления, и характеризуется электродвижущей силой (э.д.с.) ΔЕ0: ΔЕ0 = ΔЕ0ок – ΔЕ0восст , где Е0ок и ΔЕ0восст – стандартные потенциалы окислителя и восстановителя для данной реакции.
Э.д.с. реакции ΔЕ0 связана с изменением свободной энергии Гиббса ΔG и константой равновесия реакции К:
ΔG = – nF ΔЕ0 или ΔЕ = (RT/nF) lnK.
Э.д.с. реакции при нестандартных концентрациях ΔЕ равна: ΔЕ = ΔЕ0 – (RT/nF) × IgK или ΔЕ = ΔЕ0 – (0,059/n )lgK .
В случае равновесия ΔG = 0 и ΔЕ = 0, откуда ΔЕ = (0,059/n)lgK и К = 10nΔE/0,059.
Для самопроизвольного протекания реакции должны выполняться соотношения: ΔG < 0 или К >> 1, которым соответствует условие ΔЕ0 > 0. Поэтому для определения возможности протекания данной окислительно-восстановительной реакции необходимо вычислить значение ΔЕ0. Если ΔЕ0 > 0, реакция идет. Если ΔЕ0 < 0, реакция не идет.
Химические источники тока
Гальванические элементы – устройства, преобразующие энергию химической реакции в электрическую энергию.
Гальванический элемент Даниэля состоит из цинкового и медного электродов, погруженных в растворы ZnSO4 и CuSO4 соответственно. Растворы электролитов сообщаются через пористую перегородку. При этом на цинковом электроде идет окисление: Zn → Zn2+ + 2ē, а на медном электроде – восстановление: Cu2+ + 2ē → Cu. В целом идет реакция: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.
Анод – электрод, на котором идет окисление. Катод – электрод, на котором идет восстановление. В гальванических элементах анод заряжен отрицательно, а катод – положительно. На схемах элементов металл и раствор отделены вертикальной чертой, а два раствора – двойной вертикальной чертой.
Так, для реакции Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu схемой гальванического элемента является запись: (-)Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu(+).
Электродвижущая сила (э.д.с.) реакции равна ΔЕ0 = Е0ок – Е0восст = Е0 (Cu2+/Cu) – Е0 (Zn2+/Zn) = 0,34 – (-0,76) = 1,10 В. Из-за потерь напряжение, создаваемое элементом, будет несколько меньше, чем ΔЕ0. Если концентрации растворов отличаются от стандартных, равных 1 моль/л, то Е0ок и Е0восст вычисляются по уравнению Нернста, а затем вычисляется э.д.с. соответствующего гальванического элемента.
Сухой элемент состоит их цинкового корпуса, пасты NH4Cl с крахмалом или мукой, смеси MnO2 с графитом и графитового электрода. В ходе его работы идет реакция: Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 = Cl + 2MnOOH.
Схема элемента: (-)Zn | NH4Cl | MnO2, C(+). Э.д.с. элемента – 1,5 В.
— это источник тока, в котором химическая энергия активных веществ пространственно разделенных электродов в результате окислительно-восстановительных реакций превращается в электрическую энергию. Купить свинцовый аккумулятор в сск можно качественный. Можно быть уверенным в качестве аккумуляторных батарей, если приобретать их в проверенной фирме, которая имеет статус и много положительных отзывов среди знающих людей. В свинцовых аккумуляторах положительные электроды состоят из диоксида свинца Рb0 2 , отрицательные — из губчатого свинца. Электролитом является водный раствор серной кислоты H 2 SO 4 .
Основной токообразующий процесс в соответствии с общепринятой теорией двойной сульфатации в свинцовом аккумуляторе описывается следующей реакцией:
Рb + Рb0 2 + 2H 2 S0 4 2PbS0 4 + 2H 2 0, (1.1)
Реакция (1.1) является суммарной и определяется следующими процессами, протекающими на положительном и отрицательном электродах. Процесс на отрицательном электроде выражается, как:
Pb + HS0 4 PbSQ 4 + it + 2e, (1.2)
На положительном:
Pb0 2 +HSO 4 - +3H 3 + 2e PbSO 4 + 2H 2 O, (1.3)
Таким образом при разряде свинцовых аккумуляторов на обоих электродах образуется практически нерастворимый сульфат свинца вследствие восстановления диоксида свинца на положительном электроде и окисления свинца на отрицательном. При заряде, наоборот, происходит образование Рb02 на положительном электроде и губчатого свинца па отрицательном. Схематическое изображение основных процессов, протекающих в свинцовом аккумуляторе, представлено на рисунке 1.1.
Как видно, при разряде раствор электролита разбавляется. При длительных режимах разряда плотность электролита может снижаться до значения 1,02-1,03г/см3. Это свойственно аккумуляторам любых производителей и дистрибьюторов, но только если вы сможете .
Рисунок 1.1 Схематическое изображение основных окислительно-восстановительных процессов, протекающих в свинцовом аккумуляторе
Электродвижущая сила данной электрохимической системы описывается известным уравнением Нернста:
где: Е — стандартное значение э. д. с, a и — активности раствора серной кислоты и воды, v = 2,3 ,
R, T, z, F- известные термодинамические величины.
Значение Е° легко может быть вычислено по термодинамическим данным.
Е° = 2,041 В.
Таким образом, уравнение электродвижущей силы в свинцовом аккумуляторе:
показывает, что э. д. с. зависит от концентрации раствора серной кислоты.
При заряде свинцовых аккумуляторов кроме токообразующих протекают побочные процессы образования газов, вызванные разложением воды и снижающие коэффициент использования зарядного тока. На отрицательных электродах происходит выделение водорода, на положительных — кислорода. Если выделение водорода начинается при практически полностью заряженном аккумуляторе, то выделение кислорода начинается значительно раньше. Кроме того, при использовании положительных токоотводов из свинцово-сурьмяных сплавов на отрицательных электродах, вследствие электрического переноса сурьмы с положительных электродов на отрицательные, происходит образование токсичного сурьмянистого водорода SbH3 (стибина).
Загрузка...