Как видно, процессы при нарушении анодного покрытия не меняются

При повреждении анодного покрытия возникает коррозионный ГЭ, в котором основной материал -катод → не растворяется, на нем выделяется водород или поглощается кислород, а материал покрытия – анод →разрушается.

Задача 11. Для Аg/Br₂ гальванического элемента:

-составьте уравнения анодной, катодной и токообразующей реакций;

- рассчитайте максимальную теоретическую величину энергии элемента (Вт∙ч) при уменьшении массы анода в результате анодной реакции на 1 грамм (при стандартных состояниях веществ и 298 К).

- объясните, почему напряжение элемента меньше рассчитанной Вами стандартной ЭДС, покажите ход поляризационных кривых и предложите условия, позволяющие увеличить напряжение;

Решение. Так как Е⁰_Ag < Е⁰_Br2, анод –серебряный электрод. Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде в работающем Аg/Br₂ ГЭ и уравнение токообразующей реакции:

А: 2Аg → 2Аg⁺ + 2е - окисление

К: Br₂ + 2е → 2Br ^- - восстановление

ТОР: 2Аg + Br₂ ↔ 2Аg⁺ + 2Br ^-

Рассчитываем Е⁰_Э ГЭ при с.с. и 298 К:

Е⁰_Э = Е⁰_К - Е⁰_А = Е⁰ _{Br2 /Br -} - Е⁰ _Аg+/Аg = 1,065 - 0,799 = 0,266 В.

Максимальная теоретическая энергию ГЭ, которую он может отдать при разряде и потере массы анода в 1 грамм равна: W = QE⁰_Э (где Q -

максимальное количество электричества, которое может отдать элементА∙ч). Q находим из следствия 2 закона Фарадея:

Q = (m /M_Э)∙(F /1) = (1 г ∙26,8 А∙ч /108 г/м э ∙1м э) = 0, 248 А∙ч

W= 0, 248 А∙ч ∙ 0,266 В= 0,066 Вт∙ч.

Равновесные потенциалы электродов и ЭДС могут быть определены в условиях отсутствия тока в цепи. В работающем ГЭ при прохождении электрического тока уменьшается концентрация исходных реагентов и увеличивается концентрация продуктов реакции : потенциал анода становится менее отрицательным, потенциал катода – менее положительным( поляризация электродов). Помимо этого возникают омические потери. В результате напряжение гальванического элемента меньше ЭДС:

U = Е_Э - I ^.R -DЕ_А -DЕ_К ,

Изменение потенциалов электродов под действием тока отражают поляризационные кривые:

Для увеличения напряжения гальванического элемента Аg/Br₂ можно:

- Снизить поляризацию электродов. Для этого обеспечить постоянный подвод реагентов (Br₂), отвод продуктов реакции (Br^- и Аg⁺); обеспечить перемешивание раствора; применить катализатор; повысить температуру; повысить площадь поверхности электродов (пористые, гофрированные электроды).

- Уменьшить сопротивление системы путем сближения анода и катода, применением проводников с низким сопротивлением.

Задача12.Для водного раствора Fe(NO₃)₂:

1) составьте уравнения электродных процессов, протекающих на Pt -электродахпри электролизе;