Гальванические элементы

Для превращения химической энергии в электрическую служат химические источники электрической энергии: аккумуляторы, топливные и гальванические элементы.

Электрод, от которого движутся электроны (восстановитель), называется анодом (–), а электрод, к которому переходят электроны (окислитель), называется катодом (+).

За положительный электрод (катод) принимают тот, который образован более электроотрицательным элементом в паре электродов.

Пример простейшего электрохимического элемента – гальванический элемент Даниэля-Якоби, состоит из медного и цинкового электродов в растворах их солей. Цинк окисляется – на поверхности его соприкосновения с растровом атомы цинка превращаются в ионы и, гидратируясь, переходят в раствор; высвобожденные при этом электроны движутся по внешней цепи к медному электроду:

Анодный процесс: Zn⁰ = Zn²⁺ + 2ē, Е° (Zn⁰/Zn²⁺)= +0,76 В

На медном электроде протекает восстановление ионов меди – электроны, приходящие от цинкового электрода, соединяются с выходящими из раствора дегидратирующимися ионами меди и образуются атомы меды, выделяющиеся в виде металла:

Катодный процесс: Cu²⁺ + 2ē = Cu⁰, Е° (Cu²⁺/Cu⁰) = +0,34 В

Суммируя полуреакции получим э.д.с. (электродвижущая сила) элемента равна сумме +0,76 + 0,34 = 1,10 В. Положительный знак э.д.с. определяет направление самопроизвольного протекания реакции слева направо.