Химические источники электрического тока реферат

01.10.2019 DEFAULT 3 Comments

Первичные ХИТ гальванические элементы содержат активные вещества на электродах, а после их полного расходования источники прекращают свою работу и требуют замены новыми. Однако успехи в этой области еще достаточно скромные. Количество элементов и аккумуляторов, изготавливаемых ежегодно во всем мире, исчисляется миллиардами. Наибольшее применение в современных химических источниках тока нашли: для материала анода восстановителя — цинк Zn , свинец Pb , кадмий Cd и некоторые другие металлы; для материала катода окислителя — оксид свинца PbO2, оксид марганца MnO2, гидроксооксид никеля NiOOH и другие; электролиты на основе растворов кислот, щелочей или соли. Обе электродные реакции являются сопряженными - их скорости всегда равны, то есть количество электронов, высвобождаемых на цинковом электроде, равно количеству электронов, поглощаемых окисно-серебряным электродом.

[TRANSLIT]

Исследование различных свойств веществ в зависимости от их химического состава. Характер взаимодействия элементов вещества. Внутренние механизмы и условия протекания химических процессов. Изучение скорости протекания реакций и применение катализаторов.

Конструкционные элементы и характеристики аккумуляторов на цинковой, свинцовой и никель-кадмиевой основе. Химические источники тока с литиевым анодом. Технологии получения водорода, кислорода, хлора и щелочи. Производство хлорной и себациновой кислот.

Что значит сноски в рефератеПроницаемость горных пород реферат
Рак и курение рефератДоклад про луговой клевер
Юриспруденция как сфера профессиональной деятельности рефератПреступления и наказания по псковской грамоте реферат
Дипломная работа приколы картинкиРоль этикета в моей будущей профессии реферат

Кулонометрия как один из электрохимических методов анализа, основанный на измерении электрического заряда, которое проходит через электролизер при электрохимических окислительно-восстановительных реакциях на электроде.

Устройство ячейки и принцип работы. От гальванических элементов работают лампочки в электрических фонарях, а также другие различные переносные электроприборы и детские игрушки.

  • Но ее количество ограничивается свойствами применяемых материалов.
  • Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идет от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода отрицательного полюса химического источника тока к положительному.
  • Наибольшее применение в современных химических источниках тока нашли: для материала анода восстановителя — цинк Zn , свинец Pb , кадмий Cd и некоторые другие металлы; для материала катода окислителя — оксид свинца PbO2, оксид марганца MnO2, гидроксооксид никеля NiOOH и другие; электролиты на основе растворов кислот, щелочей или соли.
  • В последнее время широко ведутся исследования по замене одного из электродов на органические окислительно-восстановительные системы.
  • Атомные батареи преобразуют атомную энергию в электрическую.
  • По этой причине к концу XIX века ХИТ потеряли свое значение единственного источника электроэнергии, но продолжали совершенствоваться и использоваться как автономные источники тока для средств связи и переносных приборов.
  • Подбор и изготовление сепаратора для длительно работающих ХИТ являются иногда очень сложной задачей.

Когда электроды в гальваническом элементе израсходуются, элемент заменяю новым. Аккумуляторами называют химические источники электрического тока, в которых электроды не расходуются. Простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты. Такой аккумулятор еще не дает тока. Перед использованием его надо зарядить. Для этого соединяют полюсы аккумулятора с такими же полюсами какого-либо источника тока.

Химические источники электрического тока реферат 8559

Ток, который идет через аккумулятор химические источники электрического тока реферат время зарядки, изменяет химический состав его пластин.

Химическая энергия аккумулятора увеличивается. Разряжаясь аккумулятор превращает химическую энергию в электрическую. Благодаря этой возможности их называют вторичными источниками тока. Они способны выдерживать сотни и тысячи циклов заряда-разряда.

Их тоже объединяют в батареи. Электрохимические генераторы работают по принципу гальванических элементов, но у них для проведения электрохимической реакции вещества поступают извне, а все выделяющиеся продукты удаляются из электролита.

Это позволяет организовать непрерывный процесс. Основные рабочие характеристики химических источников тока. В зависимости от конструкции единичный источник может создавать только определенную разность потенциалов. Для использования в электрических устройствах их объединяют в батареи. За определенное время в часах один химический источник тока может выработать ограниченное количество тока в амперахкоторые относят к единице веса либо объема.

Характеризует способность единицы веса или объема химического источника тока вырабатывать мощность, образованную произведением напряжения на силу тока.

Химические источники тока

Эти побочные процессы электрохимических реакций приводят к расходу активной массы элементов, вызывают коррозию, снижают удельную емкость. Зависит от конструкции, применяемых материалов и ряда других факторов. Лучшими химическими источниками тока считаются те, у которых высокие значения первых четырех параметров, а саморазряд и стоимость низкие.

Среди вторичных химических источников тока большую популярность набирают литий ионные модели, которые стали массово применяться химические источники электрического тока реферат питания электронных устройств.

При заряде ионы лития от приложенной внешней энергии выделяются из металла катода, проходят через электролит и проникают в пространство между слоями графита, накапливаясь. Когда энергия зарядного устройства отсутствует, а к электродам подключена нагрузка, то ионы лития в электролите двигаются в противоположную сторону. Химические источники тока. Воздушно-цинковый Литиевый Литий-железо-дисульфидный Литий-иодный Марганцево-цинковый солевой угольно-цинковый, Лекланше Марганцево-цинковый щелочной Цинк-хлорсеребряный Хлорсеребряно-магниевый Хлористосвинцово-магниевый Ртутно-цинковый Концентрационный Даниеля англ.

Хром-цинковый Грене, Бунзена, Поггендорфа Гроува англ. Ртутно-кадмиевый нормальный Вестона. Свинцово-кислотный Серебряно-цинковый Натрий-серный Натрий-ионный Никель-кадмиевый Никель-солевой Никель-металлогидридный Никель-цинковый Литий-ионный Литий-полимерный Литий-железо-сульфидный Литий-железо-фосфатный Литий-серный Литий-титанатный Ванадиевый англ. Железо-никелевый Литий-кислородный англ. Прямой метанольный Твердооксидный Щелочной Фосфорнокислый. Батарея Ампульная батарея Основные стандартизованные типоразмеры гальванических элементов, аккумуляторов, батарей.

Анод Катод Электролит. Статьи, относящиеся к электролизу. Химические источники тока Законы Фарадея Стандартный электродный потенциал. В рассматриваемом примере это может быть водный раствор щелочи. На границе раздела между электродом E и электролитом при погружении протекает электрохимическая реакция. На отрицательном электроде окисляется цинк:.

Действительно, ХИТ нашли широчайшее применение как автономные источники электрической энергии для питания радиоэлектронной аппаратуры, на транспорте, в космических объектах, в быту и т. Автор более статей. Производство хлорной и себациновой кислот.

По мере накопления электронов на цинковом электроде возникающий отрицательный заряд будет тормозить скорость реакции 2 в прямом направлении и увеличивать ее скорость в обратном направлении до тех пор, пока они не выравняются.

Так как результирующим фактом реакции является поток электронов, то равенство скоростей в прямом и обратном направлениях можно отобразить силой тока, отнесенной к единице поверхности раздела плотностью тока. Ее называют током обмена, и она характеризует кинетические возможности гальванического элемента. Аналогичная картина наблюдается и на окисно-серебряном электроде, но на нем возникает положительный заряд. Разность потенциалов положительного и отрицательного электродов элемента называют электродвижущей силой ЭДС.

Если возникновение потенциалов на электродах осложнено течением побочных, более медленных электрохимических реакций, то возникающая разность потенциалов на гальваническом элементе будет меньше значения ЭДС и она в общем случае будет носить название напряжения разомкнутой цепи НРЦ. Если теперь замкнуть элемент на внешнюю нагрузку L, то электроны будут перетекать с одного электрода на другой, значение их химические источники электрического тока реферат изменится и станет возможным течение реакций 2 и 3 в прямом направлении.

Химический источник тока

Обе электродные реакции являются сопряженными - их скорости всегда равны, то есть количество электронов, высвобождаемых на цинковом электроде, равно количеству электронов, поглощаемых окисно-серебряным электродом. Ток во внешней цепи будет протекать до тех пор, пока не израсходуется активный материал одного из электродов.

Напряжение гальванического элемента в данном случае будет определяться НРЦ, силой тока, сопротивлением нагрузки и так называемым внутренним сопротивлением элемента.

Токообразующей его реакцией является. В рассматриваемом примере это может быть водный раствор щелочи. Если величина напряжения недостаточна, то проводится оценка количества последовательно включенных элементов в батарею, необходимого для получения требуемого напряжения;. Если их соединить через солевой мостик и приложить нагрузку, то возникнет электрическая цепь.

В последнее входят следующие слагаемые: омические сопротивления электролита и активных масс электродов, а также поляризационные сопротивления. Падение напряжения на поляризационном сопротивлении обусловлено тем, что для обеспечения заданной скорости электродной реакции на поверхности раздела между электродом и электролитом необходимо создавать дополнительный скачок потенциала, способствующий увеличению скорости реакции в прямом направлении.

В отличие от омических сопротивлений величина поляризационного сопротивления зависит от плотности тока. Очевидно, что для повышения эффективности гальванического элемента необходимо максимально снизить величину внутреннего сопротивления. Для снижения омического сопротивления электролита подбирают такие состав и концентрацию, чтобы обеспечить его максимальную электропроводность.

[TRANSLIT]

Расстояние между электродами стремятся сделать минимальными. На практике во избежание короткого замыкания электродов возникает необходимость использования сепараторов.

В качестве материалов для них применяют пористые изоляционные материалы, химически инертные по отношению к электролиту и активным массам электродов. Подбор и изготовление сепаратора для длительно работающих ХИТ являются иногда очень сложной задачей.

Химические источники тока. Урок №2

Настолько сложной, что успешное ее решение зачастую определяет успех создания ХИТ с требуемыми характеристиками. Если электрохимически активные вещества имеют низкую электропроводность, то в их состав вводят электропроводные добавки или наносят их на металлические сетки или пористые электропроводные каркасы.

Для снижения поляризационного сопротивления используют такие материалы электродов или добавки в электролит, которые катализируют течение электродной реакции, то есть повышают величину плотности тока обмена. Если не удается подобрать такие вещества, используют пористые электроды с химические источники электрического тока реферат поверхностью активных масс. Из сказанного ясно, что научные основы разработки и эксплуатации ХИТ находятся на стыке различных научных дисциплин: электрохимии, электротехники, физики твердого тела, материаловедения.

Если величина напряжения недостаточна, то проводится оценка количества последовательно включенных элементов в батарею, необходимого для получения требуемого напряжения.

Химические источники электрического тока реферат 8986

Чем выше четыре первые характеристики и ниже пятая и шестая, тем более универсальное применение у данного ХИТ.