Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
2) электрод ( —): 1з~"+ 2е -»- 31~~— ток почти не идет, так как концентрация ионов І?" малая и они редко подходят к электроду.
Вольт-амперная характеристика имеет вид, показанный на рис. 141. Характер вольт-амперных характеристик зависит от числа N и при N—1 выпрямления нет.
Рис. 140. Электрохимический диод
Рис. 141. График выпрямления тока с злектрохимическим диодом
258
Электрохимические диоды являются одним из основных элементов схем приборов.
Электрохимический интегратор работает п о принципу электролиза, суммируя все импульсы тока, возбуждаемые по любому закону, в виде изменившихся концентраций электролита в анодном и катодном пространствах. Изменение концентраций измеряется колориметрическим или потенциометрическим путем. Электролит — по-прежнему окислительно-восстановительная система, причем, в каком-либо состоянии она должна иметь окраску, если мы пользуемся визуальным или колориметрическим методом. Схематическое устройство простейшего интегратора показано на рис. 142.
З Ч; J
/. 2
г-1--+-1——+~—I-1
О 50 100 150 200 250 300 Ч
(+>
Рис. 142. Электрический интегратор:
/ — диффузионная, перегородка; 2 -.....
корпус; Л ¦— инертные электроды; •/ — индикаторный отсек, дающий показа-пня циетностн
Рис. 143. Интегратор —- счетчик времени:
/ — столбик ртути на катоде; 2 — электролит; Л -столбик ртути па аноде; 4 —- корпус
Счетчики времени, например, тоже представляют собой интеграторы, но рассчитанные на длительный период эксплуатации. По конструкции они могут быть весьма разнообразны. Простейшая конструкция счетчика времени приведена на рис. 143 и состоит из столбика ртути в капилляре, разорванном каплей электролита. Ртуть на аноде переходит в раствор, а на катоде восстанавливается. Пузырек электролита, перемещаясь от катода к аноду, указывает суммарное машинное время.
Электрохимические модуляторы с в е т о в о г о потока основаны на изменении степени прозрачности электрода за счет осаждения на нем металла, ско'рость осаждения которого регулируется другим электродом (рис. 144). Электролитом является Agi в растворе Kl, а серебро отлагается на электроде, делая его менее прозрачным.
Кроме описанных выше элементов, химотроники существуют еще различные датчики и системы, воспринимающие механиче-. Рис. 144. Электрохимический модулятор СКИЄ ВОЗДЄЙСТВИЯ — давление, светового потока:
вибрации и т. д. Общим недостат- J ~_ у™;^^
КОМ ЭЛемеНТОВ ХИМОТрОНИКИ ЯВЛЯ- приемник спета
9*
259
ется их значительная инерционность, обусловливаемая малыми скоростями перемещения ионов в растворах.
Вопросы и задачи
I- Определите ЭДС (Л$°) гальванических элементов с электродами из двух разных металлов, погруженных в расплавы своих хлоридов (термодинамические данные см. и приложении). Напишите уравнения реакций. Сопоставьте полученный результат с рядом стандартных потенциалов (см. табл. 9.2).
1-й электрод 2-й электрод т, к
металл расплав металл расмлан
Мп ¦ МпС12 7лл 2пС1о 950
А1 А1С1;, Си СиС12 700
А1 А1С13 Ад АКС1 700
2. Определите работу (в Дж) гальванического элемента, если в раствор перешел 1 г металла (стандартные потенциалы см. п табл. 9.2, активность считать раиной единице).
1-й электрод 2-м электрод
металл раствор металл раствор
2п Си СиБОї
М§С12 Си СиСІ,
АІ АІСІз Си СиС12
3. Определите ЭДС элементов, построенных из двух электродов (анод и катод), погруженных в растворы соответствующих концентраций (анолит, католит). При расчете пользоваться значениями стандартных потенциалов (см. табл. 9.2). Активности считать равными единице.
Электроды Концентрации электролитом
анод катод а полит католит
2п Си 0,1 М 7м5С>4 0,01 М СиБ04
Ъ\\ 2п 0,01 М гпБ04 1 М 2пЬОА
РЬ Си 0,1 М РЬ(СН3СОО)а 1 М Си(СНзСОО).,
4. Определите рН раствора электролита, если между нормальным водородным электродом и водородным электродом с испытуемым раствором возникает ЭДС: а) 0,1 16; б) 0,174; в) 0,406; г) 0,68В.
5. Определите - выход по току для процесса электролиза, если известны изменение массы электрода при данном токе и времени или объем выделившегося газа.
260
Процесе Ток, Л Время,мин Изменение массы • И' "'' К1- Объем гала на электроде, М'1 (и. у.)
Осаждение меди раствора Си БО,, из 10 150 + 28,0
Осаждение меди р а ст во її а N а 1С и (С N) ^ из
1 10 150 + 58,0
Осаждение цинка раствора УлХО^ из 3 10 7,0 • 10""5
Растворение никеля аноде Ш! 5 10 - 0,90
6. Определите время, необходимое для нанесения слоя одного металла па другой, если известны плотность осажденного металла, выход по току и рекомендуемая плотность тока.
Осажденный металл Плотность • • Н) 1 кг/м;) Толщина слоя, мкм Плотность тока, А/ м2 Выход но току Электролит
Медь 8,93 3,0 100 0,70 1Ча[Си(С1М),,]
Серебро 10,49 5,0 10 0,98 К[А^(СЫ),1
Платина 21,47 3,6 10 1,0 1-І, 1Р1С1П]
Глава десятая
ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
10.1. ВВЕДЕНИЕ
МЕТАЛЛЫ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
Металлы служат основным конструкционным материалом в машиностроении и приборостроении. Все они обладают общими так называемыми металлическими свойствами, но каждый элемент проявляет их в соответствии с его положением в периодической системе Д. И. Менделеева, т. е. в соответствии с особенностями строения его атома.
