Страница:Радиофронт 1934 г. №20.djvu/40

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


При зарядке аккумулятора происходит электролиз этих обеих солей следующим образом.

Медь осаждается в металлическом виде на •трицательном угольном электроде аккумулятора, свинец же осаждается в форме двуокиси еаиица РЬ02 на положительном угольном электроде аккумулятора.

Суммарно итоговая главная химическая реакция, идущая при зарядке аккумулятора, для обоих полюсов выражается следующим уравнением:

Pb(NOg) -f- Cu(N03)2 -f - 2НаО =

= Си РЬОа -р 4HN03.

Таким образом в результате зарядки катодный угольный электрод, покрываясь слоем металлической меди, становится отрицательным полюсом аккумулятора; анодный же угольный электрод, покрываясь слоем двуокиси свинца, становится положительным полюсом аккумулятора.

При разрядке аккумулятора происходит обратный процесс, а именно, медь, окисляясь, с катодного .полюса переходит в раствор с образованием исходной азотнокислой меди, двуокись же свинца восстанавливается в окись РЬО), которая е анодного полюса переходит в раствор с образованием исходного азотнокислого свинца.

Суммарно итоговая .главная химическая реакция при разрядке аккумулятора для обоих полюсов Судет выражаться прежним уравнением, что и до зарядки аккумулятора, но в обратном виде:

Cu + PbOz + 4HNO„ =

= Си (N03)2 + Pb(NOs)2 + 2Н.р.

Таким образом после разрядки аккумулятора мы имеем исходное положение: электролит

так же состоит, как и до зарядки, из насыщенного раствора двух солей — азотнокислого свинца и азотнокислой меди, — в котором (электролите) погружены два угольных электрода.

В конструктивном отношении аккумулятор может быть выполнен весьма различно. Схематически — это сосуд, в котором закреплены два угольных электрода и куда иалит насыщенный водный раствор эквивалентных количеств азотнокислых свинца и меди. ,На литр воды берется и растворяется 294 г безводной соли азотнокислого свинца и 215 г водной азотнокислой меди. На 1 см2 анода берется до 20 см* электролита. *

ОСОБЕННОСТИ АНОДА

Двуокись свинца весьма подходяща в качестве деполяризатора-окислителя по следующим соображениям:

1. Она очень хорошо осаждается в форме плотного, мелкокристаллического и хорошо пристающего к электроду осадка.

2. Обусловливает высокую электродвижущую силу в 1,8 V-

3. Она почти совершенно нерастворима в азотной кислоте; восстановившись же до окиси •винца РЬО вся окись свинца, наоборот, легко переходит в раствор без наличия осадка окиси •винца на анодном электроде; наличие этой окиси на аноде увеличило бы его электрическое сопротивление.

4. Электреосажденная двуокись свинца весьма електропроводна.

5. Скорое ib движения содержащих свинец ионов к аиоду не менее скорости анионов сильных кислот, благодаря чему не наблюдается истощения раствора (в отношении свинца), окружающего анод • аккумулятора, что весьма важно.

6. Кроме того при наличии ионов меди и нормальных плотностях тока свинец при электролизе не выделяется на катоде.

ОСОБЕННОСТИ НАТОДА

В аккумуляторах и гальванических элементах в качестве металла для катода еще никогда не применяли металла, стоящего в ряду напряжений выше свинца,— 0,10 V), медь же имеет 0,34 V-

Тем не менее этот выбор надо признать весьма удачным, во-первых, потому, что металл с большим отрицательным потенциалом и при отсутствии работы аккумулятора на внешнюю цепь легко переходит в раствор (велика саморазрядка), каковым качеством медь не обладает.

Во-вторых, взять металл, стоящий в ряду напряжений металлов ниже свинца, нельзя, так как такой металл будет в силу реакция замещения загрязняться металлическим осадком свинца (например в элементе Даниэля по этой причине цинковый полюс весьма часто загрязняется осадком металлической меди).

Металлы же, стоящие в ряду напряжений между свинцом и медью (олово, мышьяк, сурьма и висмут), из-за переменной валентности и рыхлости катодных осадков применять в качестве катодных металлов в данных условиях вряд ли рационально.

Медь же, наоборот, в азотнокислой среде всегда выступает двухвалентной, весьма хорошо пристает к угольному катоду в форме плотного гладкого осадка с образованием в месте контакта углеродистой меди. К тому же ионы меди очень подвижны к катоду, благодаря чему в ирикатодном пространстве не происходит истощения электролита в отношении ионов меди, поступающих из электролита по мере разрядки.

При применении меди в качестве катодного металла мы все же получаем достаточную эдс в 1,4 V. Практическая эдс по своей величине не отличается от теоретической (1,8 — 0,34 = 1,46 V).

ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЛИТЕ

Выбор меди и свинца в форме их азотнокислых солей, а не в форме солей других кислот сделан на основании соображений:

1. Если количество накопившейся при электролизе азотной кислоты не превышает 7% от веса электролита, то такой электролит практически не дает запаха азотной кислоты и паров окислов азота в воздух, т. е. воздух для человека остается безвредным. Это находит себе об’яснение в том, что до этой концентрации азотная кислота дает с .водой прочные жидкие и малолетучие гидраты. Наличие 7% азотной кислоты обеспечивает емкость аккумулятора в 20 а-ч на 1 л электролита. Эта емкость для практических целей вполне достаточна.

2. Если свободной азотной кислоты в электролите накопляется не больше 7%, то металлическая медь катода (при обычной комнатной температуре) практически не выделяет из