На головну

Ряд напруг металів.

  1.  Векторна діаграма напруг синхронного генератора на Активної навантаженні
  2.  Векторна діаграма напруг синхронного генератора на ємнісний навантаження.
  3.  Векторна діаграма напруг синхронного генератора на індуктивне навантаження.
  4.  Векторна діаграма напруг синхронного генератора при змішаному навантаженні
  5.  Вплив несиметрії напруг
  6.  Питання. Підсилювальний низько-частотний режим БТ. Постійні і змінні складові струмів і напруг, коефіцієнти посилення для різних схем.
  7.  Питання 1 - Визначення напружень в масиві грунтів від дії власної ваги

такі, але жоден з попередніх. Оскільки водень у багатьох відношеннях близький до металів, його теж помістили в цей ряд - він виявився перед міддю; проте сам водень метали, як правило, не витісняє. Всі метали, що стоять в ряду лівіше водню, можуть витісняти його з розчинів кислот; мідь, срібло, ртуть, платина, золото, розташовані правіше, витісняють водень.

Спочатку Бекетов вирішив, що основна закономірність така: більш легкі метали здатні витісняти з розчинів солей метали з більшою щільністю. Але це не завжди узгоджувалося з досвідченими даними. Незрозуміло й те, як пов'язаний «витіснювальний ряд» з рядом напруг Вольта. Згодом накопичувалося все більше свідчень того, що деякі «правила витіснення» можуть порушуватися. Як виявив Бекетов, водень під тиском 10 атм витісняє срібло з розчину AgNO3. Англійський хімік Вільям Одлінг (1829-1921) описав безліч випадків подібного «звернення активності». Наприклад, мідь витісняє олово з концентрованого підкисленого розчину SnCl2 і свинець - з кислого розчину РbСl2. Мідь, олово і свинець знаходяться в ряду правіше кадмію, однак можуть витісняти його з киплячого слабо підкисленого розчину CdCl2.

Теоретичну основу ряду активності (і ряду напруг) заклав німецький физикохимик Вальтер Нернст (1864-1941). Замість якісної характеристики - «схильності» металу і його іона до тих чи інших реакцій - з'явилася точна кількісна величина, що характеризує здатність кожного металу переходити в розчин у вигляді іонів, а також відновлюватися з іонів до металу на електроді. Такий величиною є електродний потенціал металу, а відповідний ряд, збудований в порядку зміни потенціалів, називається рядом стандартних електродних потенціалів.

Щоб визначити електродний потенціал металу, вимірюють електрорушійну силу гальванічного елемента, один з електродів якого - досліджуваний метал, занурений в розчин його солі (при концентрації 1 моль / л), а другий електрод - еталонний (його ще називають водневим). Він виготовлений з дуже пористої губчастої платини і опущений в розчин кислоти (концентрація іонів Н+ також дорівнює 1 моль / л). Платиновий електрод безупинно омивається газоподібним воднем, який частково розчиняється в платині. Тиск водню також має бути стандартним - 1,013-105 Па (1 атм), а температура - рівно 25 ° С. Таким чином, всі електродні потенціали - чи не абсолютні, а відносні величини, виміряні для гальванічної пари метал - водень (потенціал стандартного водневого електрода приймають рівним нулю). Виміряні в таких умовах потенціали різних металів завжди будуть постійними, вони занесені в усі довідники. Електродні потенціали найбільш активних металів, що реагують з водою, отримані непрямим шляхом.

Зазвичай електродні потенціали записують як потенціали відновлення іонів металів. Самий негативний потенціал (-3,04 В) - у реакції Li++ Е®Li; один з найбільш позитивних (+1,68 В) - у реакції Au++ Е®Au. Це означає, що ЕРС гальванічного пари літій - золото (якби така пара могла працювати у водному середовищі) дорівнювала б 4,72 В; для поширеної пари мідь - цинк ЕРС значно менше і становить 1,10 В (відповідні потенціали металів рівні -0,76 і +0,34 В).

Для наведених електролітів можна використовувати і лужні метали; так влаштовані літієві елементи (їх застосовують, зокрема, для харчування

ФІЗІОЛОГІЧНЕ ДІЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

Дуже багато уваги Вольта приділяв вивченню різних властивостей електричного струму, причому спостерігав його дію переважно на людях. Це й не дивно, адже ніяких приладів (крім електроскопа та жаб'ячої лапки) тоді не існувало.

Вольта намагався, наприклад, з'ясувати вплив струму на зір, на нюх, на смак. Одного разу в присутності Наполеона вчений вибудував півколом ланцюжок гренадерів і запропонував їм всім взятися за руки, а крайнім в ланцюзі доторкнутися до кінців вольтова стовпа. Через мимовільного скорочення миші все гренадери одночасно підстрибнули!

Вольта і його сучасникам вдавалося уникнути трагічних наслідків подібних дослідів, оскільки потужність їх батарей була невелика. Однак навіть порівняно слабкий (частки ампера) електричний струм далеко не нешкідливий по відношенню до живих організмів. Проходячи через життєво важливі органи (серце, легені, мозок) людей і теплокровних тварин, струм може викликати параліч дихання, зупинку серця або опік.

Найбільш небезпечний для людини змінний струм невеликої частоти (в тому числі звичайний промисловий струм), постійний струм менш шкідливий. Гранично допустиме значення напруги при впливі на людину змінного струму протягом однієї секунди складає 36 В, постійного - 200 В. При цьому гранична величина сили струму дорівнює відповідно 6 і 15 мА. З точки зору безпеки дуже важливою величиною є так званий пороговий неотриваемий струм, тобто. Е. Мінімальне значення струму, яке викликає настільки сильні судомні скорочення м'язів, що людина не може самостійно звільнитися від затиснутого в руці провідника. Середнє значення порогового неотриваемого струму (при проходженні від рук до ніг) для дорослих чоловіків - 15 мА, для жінок - 10 мА.

Сила проходить через тіло струму залежить не тільки від прикладеної напруги, але і від опору тіла, а воно може змінюватися в дуже широких межах залежно від вологості шкіри і навіть від нервового стану організму. Особливо небезпечно напруга, прикладена до мокрого тіла. Відомі випадки, коли люди, які брали ванну і слухали в цей час радіопередачу по звичайній міській мережі або говорили по телефону, гинули через те, що динамік або телефон, включені в розетку, падали в воду.

Слід мати на увазі, що на тілі людини, в тому числі на тильній стороні руки, є чутливі місця: проходячи через них, навіть дуже слабкий струм викликає важкі ураження. Смерть може наступити і тоді, коли струм не проходить через життєво важливі органи. Були зареєстровані смертельні випадки від струму напругою 220 В, що проходив від тильної сторони руки до долоні.

Тому всі роботи з електричним струмом слід проводити з великою обережністю, користуючись гумовими рукавичками, що ізолює гумовим килимком, інструментами з ізольованими ручками і т. П.

стимуляторів серця) - вони дають ЕРС до 3,5 В. Звичайно, потенціали для неводних розчинів інші.

Електродний потенціал збільшуються в ряду

Li 2

металу з повним руйнуванням його кристалічної структури, іонізації атомів металу в газовій фазі, переходу іонів металу в водний розчин. І тут, як у багатоборців, перемагає той, хто набере найбільшу суму балів, а вона залежить як від розміру іона, так і від його заряду. Порівняємо, наприклад, літій і натрій. За енергії атомізації (159 і 108 кДж / моль відповідно) попереду - натрій: для його випаровування потрібно менше енергетичних витрат. Менше енергії потрібно і для

іонізації натрію - 496 кДж / моль (для літію - 521 кДж / моль). Але зате при гідратації маленький іон літію різко виривається вперед: при гідратації іонів Li+ виділяється 531 кДж / моль, а іонів Na+ - «Всього» 423 кДж / моль. За сумою «триборства» літій займає перше місце: його розчинення у воді енергетично більш вигідно (на 32 кДж / моль), ніж розчинення натрію.

Щоб за таблицями електроднихпотенціалів визначити ЕРС гальванічного пари в нестандартних умовах, необхідно вносити відомі поправки. Так, якщо концентрація с іонів металу в розчині відрізняється від 1 моль / л, для розрахунку потенціалу використовують рівняння Нернста:

Е = Е ° +(0,06 / n) lg с,

де Е0- Стандартний потенціал, n - Число електронів, що віддаються або

прийнятих металом. якщо с = О, Е = Е0. Помістимо, наприклад, срібний електрод 0=+0,8 В) в розчин кислоти, де концентрація іонів Ag+ становить 10-15 моль / л. Тоді потенціал електрода зменшиться до Е =0,8 + 0,06lg (10-15) = 0,8 + 0,06 - (- 15) = 0,8-0,9 = -0,1 В, т. Е. Поміняє знак, і срібло почне витісняти водень з кислоти! Саме тому йде, зокрема, реакція 2Ag + 4HI = 2H [AgI2] + Н2. У міцних розчинах HI концентрація іонів срібла сильно знижується через утворення комплексних аніонів [AgI2]-.

Електродні потенціали визначені не тільки для металів, але і для безлічі окислювально-відновних реакцій за участю як катіонів, так і аніонів. Це дозволяє теоретично передбачати можливість протікання різноманітних окисно-відновних реакцій в різних умовах.




 РЕЧОВИНА І ЕЛЕКТРИКА |  Досвід Л. Гальвані. Гравюра. 1791 р |  Вольтів стовп. Креслення з рукописи А. Вольта. |  Гемфрі Деві. |  На катоді виділяється натрій, а на аноді - хлор. |  Кількість виділився при електролізі речовини пропорційно кількості пропущеного електрики і атомної масі з урахуванням валентності. |  Колоїдні розчини (золи) золота. |  Пінопласт, господарські губки - приклади колоїдних систем, які оточують нас всюди. |  Центрифуга - апарат для механічного розділення сумішей під дією відцентрової сили. |  Петро Олександрович Ребиндер. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати