как рассчитать эдс гальванических элементов

Гальваническим элементом называют устройство, предназначенное для превращения энергии окислительно-восстановительной реакции в электрическую. Электродвижущая сила является важнейшей характеристикой гальванических элементов, она равна разности электродных потенциалов катода и анода.

Процессы в гальванических элементах

В основе работы гальванического элемента лежат процессы, которые проходят на границе металла с раствором. Когда металлические пластины погружают в водных раствор солей того же металла, положительные ионы его поверхности перемещаются в раствор.

В кристаллической решетке металла возникает избыток электронов, пластина становится отрицательно заряженной, в результате чего между ней и положительными ионами раствора появляется электростатическое притяжение. Когда металл контактирует с раствором образуется двойной электрический слой и возникает разность потенциалов.

Электрохимическая система гальванического включает в себя две металлические пластины, погруженные в растворы солей своих ионов. Растворы соединяют стеклянной трубкой, заполненной электролитом, так называемым солевым мостиком, который проводит электрический ток и препятствует смешиванию растворов.

Электродный потенциал и уравнение Нернста

Электродом называют систему, включающую в себя металлический проводник и раствор электролита, в который он погружен. Электродный потенциал - это разность потенциалов на границе металла с электролитом. Он зависит от концентрации ионов металла раствора, его температуры и природы металла, найти его можно, используя уравнение Нернста.

Узнать абсолютную величину электродного потенциала невозможно, в связи с чем потенциалы металлов определяют по отношению к стандартному водородному электроду, его потенциал считают равным нулю.

Электродвижущая сила в условиях, отличных от стандартных

Если э.д.с. необходимо измерить в стандартных условиях, ее считают по электродным потенциалам как их разность. В том случае, когда условия отличаются от стандартных, электродные потенциалы рассчитываются с помощью уравнений Нернста.

Концентрационным называют гальванический элемент, состоящий из двух электродов, изготовленных из одного и того же металла, но погруженных в растворы солей с разной концентрацией. Пластина в растворе меньшей концентрации будет в таком элементе анодом, а катодом будет считаться пластина, погруженная в раствор с высокой концентрацией. Постепенно концентрация первого раствора будет увеличиваться, в второго — уменьшаться, через некоторое время они сравняются и электродвижущая сила станет равной нулю.