Главная
Эдс элемента: Э.Д.С. гальванического элемента определяется по формуле

Эдс элемента: Э.Д.С. гальванического элемента определяется по формуле

6. Электродвижущая сила (эдс) гальванического элемента

В гальваническом элементе совершается электрическая работа, которая может быть рассчитана как произведение количества электричества на разность потенциалов:

Amax = nFE,

где n – число молей эквивалентов вещества, которое превращается на электродах;

F = 96500 Кл/моль – число Фарадея;

nF – количество прошедшего электричества;

E – электродвижущая сила гальванического элемента (ЭДС).

ЭДС – это максимальная разность потенциалов гальванического элемента (разность равновесных электродных потенциалов катода и анода).

E= Екатода– Еанода

С другой стороны, максимальная полезная работа, которую может совершить система, равна убыли энергии Гиббса. Отсюда

G= -Amax

G= -nFE

(1)

Работа гальванического элемента – процесс самопроизвольный (G<0). Следовательно, величина ЭДС должна быть положительной E>0, а Екатода>Еанода.

Уравнение (1) позволяет при известном значении G рассчитатьE и, наоборот, измерение ЭДС гальванического элемента является способом экспериментального определения изменения энергии Гиббса в ходе токообразующей реакции.

Согласно уравнению изотермы химической реакции для процесса

mA + nB =pC + qD

Подставляя уравнение (2) в уравнение (1) и решая полученное уравнение относительно E, получаем:

где – стандартная ЭДС гальванического элемента при концентрация всех участников электродной реакции, равных 1.

Например, для гальванического элемента Даниэля-Якоби:

В настоящее время не существует методов измерения абсолютных значений электродных потенциалов. Поэтому для характеристики электродов используют относительные величины. Для этого определяют разность потенциалов измеряемого электрода и стандартного электрода, потенциал которого условно принимают равным нулю. В настоящее время за ноль принят потенциал стандартного водородного электрода.

Водородный электрод относится к газовым электродам. Газовые электроды состоят из инертного металлического проводника (Pt), который контактирует одновременно с газом и раствором, содержащим ионы этого газа. Водородный электрод состоит из платиновой пластины, покрытой мелкодисперсной платиной, контактирующей с газообразным водородом и опущенной в раствор, содержащий ионы Н+.

Pt,H2|H+

При контакте платины с газообразным водородом последний адсорбируется на пластине и, контактируя с молекулами воды, переходит в раствор в виде ионов Н+, оставляя электроны на пластине. Одновременно происходит обратный процесс восстановления ионов Н

+из раствора с образованием газообразного водорода. Таким образом, на водородном электроде устанавливается равновесие:

2H+ + 2e = H2

За ноль принят потенциал стандартного водородного электрода, в котором парциальное давление газообразного водорода (101 кПа), а концентрация ионов водородамоль/л.

Для определения потенциалов электродов по водородной шкале собирают гальванический элемент, состоящий и измеряемого электрода и стандартного водородного электрода и измеряют его ЭДС.

Например, для цинкового электрода собирают цепь:

Zn|ZnSO4||H2SO4|Pt,H2

ЭДС цепи будет равна потенциалу цинкового электрода, взятого с обратным знаком.

Е = = –

Для медного электрода собирают цепь:

Pt,H2|H2SO4||CuSO4|Cu

ЭДС цепи будет равна потенциалу медного электрода:

Е = -=

Гальванический элемент Якоби-Даниэля.

ЭДС – Общая химия (Химия)

7.3. Гальванический элемент Якоби-Даниэля. ЭДС

Превращение химической энергии в электрическую проис­ходит в электрохимических системах, которые называются галь­ваническими элементами.

Гальванический элемент представляет собой замкнутую электрохимическую систему, состоящую из двух электродов.

Рассмотрим гальванический элемент Якоби-Даниэля. Он со­стоит из медной пластины, погруженной в раствор CuSC4, и цинковой пластины, погруженной в раствор ZnSC4.  Для предот­вращения прямого взаимодействия окислителя и восстановителя электроды отделены друг от друга пористой перегородкой.

Схема гальванического элемента:

Zn | ZnSO4| |  CuSO4| Cu,

Zn |  Zn2+ | |  Cu2+ | Cu.

На поверхности цинковой пластины возникает двойной электрический слой и устанавливается равновесие:

Zn-2e « Zn2+.

В результате протекания этого процесса возникает элек­тродный потенциал цинка.

На поверхности медной пластины также возникает двойной электрический слой и устанавливается равновесие:

Сu2+ + 2е « Сu, поэтому возникает электродный потенциал меди.

Потенциал цинкового электрода имеет более отрицательное значение, чем потенциал медного электрода, поэтому при замы­кании внешней цепи, т. е. при соединении цинка с медью метал лическим проводником, электроны будут переходить от цинка к меди.

Таким образом, при замыкании внешней цепи возникают самопроизвольные процессы растворения цинка на цинковом электроде и выделения меди на медном электроде. Данные про­цессы будут продолжаться до тех пор, пока не выровняются по­тенциалы электродов или не растворится весь цинк (или не вы­садится на медном электроде вся медь).

Итак, при работе элемента Якоби-Даниэля протекают сле­дующие процессы:

1)         реакция окисления цинка: Zn – 2е ® Zn2+.

Процессы окисления в электрохимии получили название анодных процессов, а электроды, на которых идут процессы окисления, называют анодами;

2)         реакция восстановления ионов меди: Сu2+ + 2е « Сu.

Процессы восстановления в электрохимии получили назва­ние катодных процессов, а электроды, на которых идут процес­сы восстановления, называют катодами;

движение электронов во внешней цепи;

движение ионов в растворе: анионов (SO4-2) к аноду, ка­тионов (Cu2+, Zn2+) к катоду. Движение ионов в растворе замы­кает электрическую цепь гальванического элемента. Суммируя электродные реакции, получаем:

Zn + Cu2+ = Zn2+ + Сu.

Вследствие этой химической реакции в гальваническом элементе возникает движение электронов во внешней цепи и ионов внутри элемента, т. е. образуется замкнутая электрическая система и в ней возникает электрический ток. Суммарная хими­ческая реакция, протекающая в гальваническом элементе, назы­вается токообразующей.

Электрический ток, возникающий в данной электрохимиче­ской системе, численно характеризуется величиной электро­движущей силы (ЭДС) элемента. Она равна разности электрод­ных потенциалов катода и анода:

                                                                                     (7. 3)

В стандартных условиях самопроизвольное протекание хи­мической реакции возможно, когда максимальная полезная ра­бота, совершаемая в результате данной реакции, равна отрица­тельной величине изменения свободной энергии:

А =-DG0                                                                                            (7.4)

В гальваническом элементе совершаемая максимальная электрическая работа в стандартных условиях равна ЭДС эле­мента, умноженной на количество электричества (nF), т. е.

А = nFE0,                                                                                          (7.5)

где n – число электронов, участвующих в реакции;

F- постоянная Фарадея, равная 96500 Кл/моль;

E0 – стандартная ЭДС гальванического элемента (T= 298 К, молярная концентрация электролитов равна 1 моль/дм3). Таким образом, максимальная работа гальванического эле­мента равна:

А =-DG0= nFE0.                                                                                 (7.6)

Стандартная ЭДС гальванического элемента равна:

                                                                                   (7.7)

Гальванические элементы в зависимости от природы элек­тродов и концентрации электролитов разделяют на химические и концентрационные.

Химические гальванические элементы – это такие элементы, где электроды и электролиты различны. Примером химического гальванического элемента является элемент Якоби-Даниэля.

Концентрационные гальванические элементы – это такие элементы, которые состоят из одинаковых электродов, но кон­центрации электролитов различны, например, серебряные элек­троды, погруженные в растворы нитрата серебра разной концен­трации:

Ag | AgNO3 (0,01 моль/дм3) | | AgNO3 (0,1 моль/дм3) | Ag.

Пример 1. Гальванический элемент состоит из металлического цинка, погруженного в раствор нитрата цинка с молярной концентра­цией 0,1 моль/дм3, и металлического свинца, погруженного в раствор нитрата свинца с молярной концентрацией 0,02 моль/дм3 Вычислите ЭДС элемента, напишите уравнения электродных процессов, составьте схему элемента.

Решение. Чтобы определить ЭДС элемента, необходимо вычис­лить электродные потенциалы по уравнению Нернста (7.2):

Находим ЭДС элемента по формуле (7.3):

Поскольку , то на свинцовом электроде будет происходить восстановление, т. е. он будет служить катодом:

Рb2+ + 2e = Рb.

36. Оценка результатов труда и вознаграждение в организационном поведении – лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

На цинковом электроде будет протекать процесс окисления:

Zn = Zn2+ + 2e,

 т. е. этот электрод будет анодом.

Схема рассматриваемого гальванического элемента имеет сле­дующий вид:

А (-) Zn | Zn(NO3)2 | |  Pb(NO3)2 | Pb (+) К.

Ответ: 0,61 В.

Исследования электромагнитных полей (ЭМП) и оценка рисков

Element проводит исследования электромагнитных полей (ЭМП) и оценку рисков, чтобы защитить ваших сотрудников от воздействия ЭМП, помочь вам создать безопасную рабочую среду и соблюдать правила CEMFAW.

Что такое обследование EMF?

Исследование ЭМП представляет собой серию измерений на месте с использованием портативного прибора для оценки уровней воздействия ЭМП на сотрудников и обеспечения того, чтобы воздействие было ниже предельных значений воздействия (ПЗВ). Это позволяет идентифицировать, оценивать и, в конечном итоге, адекватно снижать или контролировать любые риски, которые могут присутствовать.

 

Сколько стоит исследование EMF?

Стоимость выездного обследования зависит от количества и сложности источников ЭМП на вашем объекте. Как правило, опросы могут быть завершены за 1 или 2 дня, в зависимости от размера. Источники ЭМП сильно различаются, но обычно включают в себя распределение электроэнергии, трансформаторы, электродуговые печи, крупное электрическое оборудование, высоковольтное оборудование и линии электропередач, сварку или производство металлов, намагничивание, генерацию микроволн, медицинскую деятельность, радиовещательное оборудование, индукционный нагрев, электричество. производство, даже некоторые компьютеры и многое другое.

У Element есть общенациональная сеть консультантов, что означает, что мы находимся рядом с вами, что снижает транспортные расходы.

 

Зачем вам нужен опрос EMF?

Электромагнитные поля (ЭМП) могут быть очень опасными для сотрудников на вашем рабочем месте, если их не контролировать должным образом. Риски для здоровья при воздействии ЭМП включают повреждение клеток, снижение функции нервной системы, рак и нарушения сна. Обязательно для защиты ваших сотрудников от рисков для здоровья, проведя оценку риска ЭМП в соответствии с правилами CEMFAW.

 

Каковы пределы воздействия ЭМП на рабочем месте?

Пределы воздействия используются для предотвращения возможного вреда от нагревания тканей и электрической стимуляции нервов и тканей, вызванных воздействием ЭМП.

Пределы воздействия на органы чувств используются для предотвращения таких эффектов, как ощущение мерцания или чувство тошноты, головокружение или металлический привкус, вызванные статическими магнитными полями.

Уровни действий: 

  • Применяются ко всем работникам, не относящимся к особому риску, поэтому требуется оценка по применимым уровням действий
  • Уровни, выше которых могут иметь место определенные косвенные эффекты, такие как помехи для кардиостимуляторов
  • Уровень общественных действий 40 мТл для статических магнитных полей определен для ограничения помех активным имплантированным медицинским устройствам.

 

Правила CEMFAW 2016 

Правила контроля электромагнитных полей на рабочем месте (CEMFAW) 2016 года вступили в силу в Великобритании 1 июля 2016 года. Следовательно, все британские компании теперь обязаны проводить оценку рисков ЭМП для оценки рисков. сотрудники сталкиваются с воздействием электромагнитных полей на работе.

Правила CEMFAW требуют от работодателей:

  • Провести оценку риска ЭМП
  • При необходимости составьте план действий по контролю ЭМП
  • Выявление любых сотрудников, подверженных риску, и обеспечение их надлежащей защиты от ЭМП
  • Предоставлять инструкции, информацию и обучение сотрудников рискам и средствам контроля
  • Обеспечить наблюдение за состоянием здоровья, если выявлен персонал, подверженный риску

 

Наши исследования EMF и услуги по оценке рисков 

Специалисты по гигиене труда Element предоставляют комплексную услугу по оценке и измерению рисков ЭМП, которая включает:

  • Первоначальный аудит и оценку рисков ЭМП — для определения всего соответствующего оборудования, генерирующего ЭМП
  • Обследования измерений – для оценки всех фактических уровней/воздействий ЭМП и сравнения с допустимыми/рекомендуемыми пределами
  • Рекомендации по ЭМП – разработать планы действий по ЭМП и, при необходимости, зонирование машин или оборудования
  • Подробный технический отчет
  • Информация для сотрудников, инструктаж и обучение по ЭМП на рабочем месте

Element предлагает услуги по оценке воздействия ЭМП для отраслей с высоким уровнем риска, таких как электроснабжение, сварка, металлообработка, магнитное или микроволновое оборудование.

Мы проводим все исследования и оценки ЭМП в соответствии с рекомендациями, опубликованными в следующих документах HSE и ЕС Великобритании:

  • HSG281 «Электромагнитные поля на рабочем месте. Руководство по контролю электромагнитных полей на рабочем месте, 2016 г.».
  • ЕС «Необязательное руководство по передовой практике для реализации Директивы 2013/35/ЕС об электромагнитных полях: тома 1 и 2».

 

Преимущество Element

Обладая более чем 20-летним опытом в обеспечении гигиены труда, Element является экспертом в предоставлении профессиональных и быстрых исследований и оценок ЭМП в Великобритании и Ирландии. Мы можем адаптировать услуги EMF в соответствии с конкретными требованиями вашего проекта, предлагая быстрый и надежный путь к соответствию требованиям.

Прочие услуги включают:

  • Мониторинг воздуха на рабочем месте
  • Оценка шума
  • Опросы LEV
  • Тестирование выбросов стека

Свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо вопросы об опросах, оценках или требованиях EMF.

 

EMF Math

  • “Я даже не могу представить, какой была бы моя жизнь, если бы я не увидел красоту математики через ЭМП.”

    Виви Романелли
    Студент EMF

  • “Мой сын не может перестать говорить о математических идеях, которые он изучает. Он предпочитает использовать ЭДС вместо Minecraft!”

    Нэн Розенберри
    EMF Родительский

  • «Я только что начал изучать Calc 3 в Гарварде, и большая часть домашней работы за первые две недели — это то, что я уже сделал в EMF, так что EMF определенно хорошо подготовил меня».

    Томас Фергюсон
    Выпускник EMF, Гарвардский бакалавриат

  • “EMF – это способ взглянуть на все, что вы считали само собой разумеющимся в предыдущие годы, и проверить их, чтобы сделать их более подробными и полными.”

    Ян Гонсалес
    Студент EMF

  • «EMF предоставляет детям возможность математически расширить свои возможности. Чувство выполненного долга, которое получила наша дочь, укрепило ее уверенность в себе и подготовило ее ко всему, что встретится на ее пути».

    Мэтт и Эми Кауфман
    EMF Родители

  • “EMF увеличил мою способность писать доказательства и мои математические навыки в целом. В нем есть одни из самых интересных математических концепций, которые я когда-либо видел.”

    Альберт Ван
    Студент EMF

  • “Теперь, когда я закончил EMF, я могу подтвердить их заявление о том, что их ученики будут готовы к математическому анализу. Сейчас я примерно на полпути к изучению AP Calculus BC, и у меня нет никаких проблем с материалом.”

    Александр Юэ
    EMF Студент

  • «Мой сын приходит домой взволнованный, увидев, что будет дальше в EMF. Он абсолютно хочет преуспеть во всем теперь, когда он увидел, как весело учиться».

    Венди Диас
    EMF Родитель

  • “Контент и педагогика самого высокого качества, и я рекомендую это безоговорочно.”

    Почетный профессор Джеральд Р. Райзинг
    Университет штата Нью-Йорк в Буффало

  • «Как мама, обучающаяся на дому, я могу сказать вам, что EMF — наша любимая учебная программа — сложная и интересная!»

    Мишель Унгер
    EMF Родитель

  • «EMF — сложная программа, но она окупается. Я научился подтверждать концепции и научился работать усерднее и по расписанию».

    Андрей Чекмасов
    EMF Студент

  • «Дни изучения математики путем повторения остались в прошлом. Хотя программа EMF предназначена для самостоятельного изучения, она дает ощущение индивидуального обучения с инструктором и по очень разумной цене. Как родитель, я даю EMF А+».

    Хорхе Сардинас
    Родитель EMF

  • “После ЭДС я не только понимаю, как пользоваться формулами, но и могу их доказать. Эта программа превратила меня из девушки, любившей математику, в настоящего математика.”

    Скайлар Гамберг
    Студент EMF

  • “EMF, безусловно, курс для студентов с тягой к математическим знаниям.”

    Люк Фрид
    EMF Студент

  • «Мой сын думал, что ему не нравится математика, пока он не начал изучать ЭМИ. Теперь это его самый любимый предмет. ЭМИ помогли ему обрести уверенность, развить дисциплину и побудить его младшую сестру ценить математическое мышление».

    Пурнима Минакшисундарам
    EMF Родительский

  • «Если вы хорошо разбираетесь в математике, но можете спать на уроках математики, потому что считаете их скучными, ЭМП — это круто, и они действительно не дадут вам заснуть».

    Изабелла Йенг
    Студент EMF

  • «До EMF моя дочь была разочарована тем, что ее уроки математики не были интересными, сложными или достаточно увлекательными. После EMF она полностью изменила свое отношение к математике. Я уверен, что она не могла представить себе, что выберет какой-либо другой курс».

    Рэйчел Данциг
    EMF Родитель

  • «EMF не только учит, но и вдохновляет. Используя идеи, которые я почерпнул из EMF, я смог показать своим ученикам, что математика — это действительно весело!»

    Хоссейн Турджо
    Студент EMF

  • «Мой сын не боится решать любую проблему, потому что с помощью ЭМП его научили думать и рассуждать над проблемой, а не полагаться на заученные формулы».

    Карен Прайс
    EMF Родитель

  • «EMF позволяет учащимся избежать ловушки убеждения, что математика — это не что иное, как задачи, которые нужно решать с помощью правил и калькулятора».

    Корбин Диас
    Студент EMF

  • “EMF намного интереснее, чем другие математические программы, и держит вас в напряжении. Мне нравится это, даже когда решение самых сложных задач занимает очень много времени.”

    Имаан Нанджи
    Студент EMF

  • «Наш сын, обучающийся на дому, активно пользуется образовательными онлайн-ресурсами. Недавно я попросил его выбрать свой любимый онлайн-курс. Он ответил: «Определенно EMF, с большим отрывом».

    Арвиндер Освал
    Родитель EMF

  • «EMF бросает вызов в хорошем смысле — как головоломка. Вы усердно работаете, совершенствуете свой ум и все равно получаете удовольствие!»

    Грейс Хэнкок
    EMF Student

  • «EMF учит очень сложным математическим понятиям, но презентация и наборы задач разработаны таким образом, чтобы дети средних классов могли изучать материал онлайн».

    • Оставить комментарий