Схема роботи гальванічного елемента

Для позначення гальванічних елементів часто використовується символічний запис, що надзвичайно спрощує їх опис. Наприклад, для позначення цинково-мідного елемента, зображеного на рис.1 використовується запис:

A(-) Zn⁰ ZnSO₄ ║ CuSO₄ Cu⁰ К(+).

Зміст такого запису, якщо читати його ліворуч праворуч, полягає в наступному: анод, тобто цинковий електрод, занурений у розчин, що містить іони двовалентного Цинка; соляний місток з'єднує перший напівелемент із розчином, утримуючим іони двовалентного Купруму; катод, що являє собою мідь, завершує цей гальванічний елемент. В зовнішньому ланцюзі електрони переміщаються від анода до катода.

Здатність кожного хімічного елемента піддаватися в гальванічному елементі окисненню чи навпаки, відновленню може бути встановлена за допомогою електродних потенціалів: катод, потенціал якого має більш високу алгебраїчну величину (більш додатне значення), є позитивним полюсом зовнішнього ланцюга гальванічного елемента, а анод – електрод з меншою величиною цього потенціалу (більш від`ємним значенням) – негативним полюсом. Визначаємо анод і катод, позначаємо перехід електронів.

Перед початком роботи гальванічного елемента в обох розчинах кількість катіонів строго відповідає кількості аніонів. При роботі гальванічного елемента в розчин ZnSO₄ безупинно надходять катіони Zn²⁺, внаслідок чого аніонів недостатньо для утворення молекулярної речовини, а з розчину CuSO₄ катіони Cu²⁺ постійно відновлюються на мідному катоді, і тому утворюється надлишок аніонів, які рухаються по сольовому містку або електрохімічному ключу з розчину CuSO₄ до розчину ZnSO₄. Таким чином, утворюється іонний струм.

При замиканні провідником двох електродів між двома металами виникає потенціал, названий контактним.

Електрорушійна сила такого елемента (ЕРС) дорівнює різниці потенціалів електродів, причому від більш позитивного потенціалу віднімають більш негативний. Таким чином, ЕРС елемента – це різниця потенціалів електродів:

ЕРС = j_к - j_а,

де j_к – рівноважний електродний потенціал катода, j_а – рівноважний електродний потенціал анода. Одиниця виміру ЕРС -вольти (В).