Химия - Элемент Лекланше
01 марта 2011Оглавление:
1. Элемент Лекланше
2. Устройство
Элемент Лекланше - гальванический элемент, изобретённый Ж. Лекланше в 1865 г. Является самым известным первичным элементом, который сегодня широко используется в переносных устройствах. Изначально в качестве электролита использовался водный раствор хлорида аммония. В дальнейшем электролит стали загущать с помощью крахмалистых веществ — это позволяло сделать более практичные элементы питания, называемые сухими, в которых сведена к минимуму возможность вытекания электролита.
Принцип действия
При потреблении тока электроны поступают через внешнюю электрическую цепь с цинкового электрода на угольный стержень. Происходят следующие реакции:
Анод: Zn → Zn + 2e
На угольном стержне электроны расходуются на восстановление H3O-ионов:
Катод: 2H3O + 2e → H2 + 2H2O
Ионы H3O образуются в результате частичного протолиза NH4-ионов электролита:
NH4 + H2O ↔ H3O + NH3
При восстановлении H3O-ионов образуется водород, который не может удалиться и образует вокруг угольного стержня прослойку газа. Ток медленно затухает. Чтобы избежать образования водорода, угольный электрод окружают слоем диоксида марганца . В присутствии диоксида марганца H3O-ионы восстанавливаются с образованием воды:
2MnO2 + 2H3O + 2e → 2MnO + 2H2O
Таким способом избегают поляризации электрода, а диоксид марганца называют деполяризатором. Электролит NH4Cl диссоциирует и частично протолизируется. В общем:
2NH4Cl + 2H2O ↔ 2NH3 + 2H3O + 2Cl
Образующиеся на катоде ионы Zn поступают в раствор и образуют труднорастворимую соль:
В общем:
Общая реакция: Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl → 2MnO +Cl2 Во время разрядки цинковый стакан растворяется. Во избежание вытекания электролита или продуктов реакции цинковый стакан имеет запас по толщине или окружён железной защитной оболочкой.
Просмотров: 3858
|