Презентація "Поняття про гальванічний елемент як хімічне джерело електричного струму "

Поняття про гальванічний елемент як хімічне джерело електричного струму

Гальванічний елемент – пристрій , у якому енергія хімічного перетворення (екзотермічної окисно-відновної реакції) перетворюється на електричну енергію.https://www.youtube.com/watch?v=R70 Ji_UHEZE&t=4s

Електричний струм - впорядкований рух заряджених частинок. Для існування електричного струму необхідні наступні умови: Наявність вільних електричних зарядів в провіднику;Наявність зовнішнього електричного поля для провідника.

З історії відкриттяІталійський фізіолог, професор медицини Болонського університету Л. Гальвані вперше виявив електричний струм, що виникав у разі контакту різних металів. Він провів та описав дослід скорочення м’язів задніх кінцівок жаби, закріплених на мідних гачках, під час дотику до них сталевим скальпелем.

Перша електрична батарея з'явилася в 1800 році. Її винайшов італійський фізик Алессандро Вольта (1745 - 1827) Він винайшов оригінальний пристрій, що виробляв електричний струм. Це був немов товстий «бутерброд» із металічних пластин (міді і цинку) і тканини, яка заздалегідь була просякнута розчином сульфатної кислоти. До першої та останньої пластинок припаювали дротинки. Якщо ix занурювали у воду, то на поверхні кожної дротинки починалося виділення газу. Це відбувався електроліз води. Отже, крізь воду проходив електричний струм. Винайдене джерело струму було названо гальванічним елементом на честь Луїджі Гальвані. З історії відкриття

У 1836 році англійський хімік Джон Фредерик Даніель та незалежно від нього німецький і російський фізик-винахідник Б. С. Якобі, запропонували інший елемент, що виробляв електричний струм протягом значно довшого часу. Джон Фредерик Даніель. Борис Семенович ЯкобіЗ історії відкриття. Найпростіший гальванічний елемент Якобі-Даніеля

https://www.youtube.com/watch?v=7tyll. XANKDU&t=121s

У гальванічному елементі відбуваєтьсятиповий електрохімічний процес, що пояснюється окисно-відновними реакціями: Атоми цинку, утрачаючи електрони, окиснюються й перетворюються на катіони Цинку: Zn – 2ē = Zn2+. На цинковому електроді концентруються електрони, тому він набуває негативного заряду. Цинковий електрод називають анодом. На поверхні мідної пластини електрони захоплюються катіонами Купруму з розчину, відновлюючи їх до атомів міді, які й осідають на пластині. Відбувається процес відновлення: Сu2+ + 2ē = Сu. Мідний електрод унаслідок відновлення набуває позитивного заряду; такий електрод дістав назву катод. Сумарне рівняння окисно-відновного перетворення в гальванічному елементі: Cu2+ + Zn = Сu + Zn2+.

Сухі гальванічні елементи. В їхніх герметичних оболонках містяться не розчини, а пастоподібні (вологі) суміші речовин. Найпоширеніший серед гальванічних елементів цього типу – манган-цинковий елемент, який винайшов французький хімік Ж. Лекланше у 1865 році (батарейка). Корпус цього елемента зроблено із цинку; він виконує роль  анода (це – негативний полюс джерела струму). Всередині метиться волога паста з манган (ІV) оксиду (Мn. О2), амоній хлориду (NH4 Cl) і графітового порошку. В пасту занурений графітовий стрижень, що виступає катодом (позитивний полюс). Елемент герметизовано смолою або воском. 

Хімічні процеси, що відбуваються під час роботи батарейки: Цинк зазнає окиснення: Zn − 2ē = Zn2+. Через це корпус елемента із середини поступово руйнується. На графітовому катоді відновлюється Манган: Мn+4 + ē  =Мn+3. Протікає хімічна реакція: Zn + 2 Mn. O2 + 2 NH4 Cl = 2 Mn. O(OH) + Zn. Cl2 + 2 NH3 На полюсах елемента створюється напруга в 1,5 В. 

Акумулятор — відновлюване джерело струму. В акумуляторі речовини, що витрачаються під час споживання струму, акумулюються на електродах. Тому його можна повернути в первісний стан, якщо ззовні крізь нього пропустити електричний струм.

Висновки. Пристрої, які виробляють електричний струм завдяки перебігу в них окисно-відновних реакцій, називають хімічними джерелами струму. До хімічних джерел струму належать гальванічні елементи. Головними їхніми складниками є активний метал, який виступає відновником, і деякі сполуки - окисники. Гальванічний елемент є основою батарейки. Інший вид хімічного джерела струму — акумулятор. Завдяки перебігу оборотної окисно - відновної реакції його можна багаторазово заряджати. Зростаюче використання хімічних джерел струму потребує налагодження сфери їх утилізації.

Електрохімічні реакції - тести для підготовки до ЗНОЧи правильно зображено процес корозії металів на рисунках 1 і 2?Найтонші зліпки та копії виготовляються електролітичним способом, що має назву: А гальванопластика Б гальваностегія В оцинковування Г нікелювання. А правильно лише на рис. 1 Б правильно лише на рис. 2 В правильно на обох. Г неправильно на обох

Електрохімічні реакції - тести для підготовки до ЗНОПроаналізуйте наведену схему гальванічного елемента. Укажіть ПОМИЛКОВЕ твердження щодо його роботи. А На цинковому електроді катіони Zn2+ відновлюються. Б На мідному електроді катіони Cu2+  відновлюються. В Маса цинкового електрода поступово зменшується. Г Маса мідного електрода поступово збільшується.