Гальванические элементы (ГЭ) – это устройства, которые преобразуют химическую энергию в электрическую. Они основаны на окислительно-восстановительных реакциях, происходящих между двумя электродами, погруженными в электролит.

• По типу электродов:
  • Металлические
  • Не металлические
• По типу электролита:
  • Жидкие
  • Твердые
• По типу реакции:
  • Окислительно-восстановительные
  • Концентрационные

При работе гальванического элемента происходят следующие процессы:

1. Окисление: На аноде происходит окисление вещества, в результате чего выделяются электроны.
2. Восстановление: На катоде происходит восстановление вещества, которое принимает электроны.
3. Ток: Выделившиеся электроны перемещаются через внешний контур, создавая электрический ток.

ЭДС можно рассчитать с помощью стандартных электрохимических потенциалов. Формула выглядит следующим образом:

ЭДС = E(катод) - E(анод)

Где E(катод) и E(анод) – стандартные электродные потенциалы соответствующих полуреакций.

Работа, выполняемая гальваническим элементом, может быть рассчитана по формуле:

А = n * F * ЭДС

Где n – количество молей электрона, F – постоянная Фарадея (приблизительно 96500 Кл/моль).

• Окислительно-восстановительные ГЭ: Работают на основе реакций окисления и восстановления, где происходит обмен электронами.
• Концентрационные ГЭ: Работают на основе разности концентраций одного и того же вещества в двух полостях, что создает разность потенциалов.

рН раствора – это мера кислотности или щелочности раствора. Он определяется по формуле:

рН = -log[H+]

Где [H+] – концентрация ионов водорода в растворе. Для определения рН можно использовать индикаторы или рН-метры.

Таким образом, гальванические элементы играют важную роль в электрохимии и имеют множество практических применений, от батарей до электрохимических источников энергии.