§ 78. Деполяризация в гальванических элементах.

Основным материалом, для отрицательных электродов в современных элементах является цинк. При этом электролит подбирают таким образом, чтобы переходящие в раствор положительные ионы цинка, соединяясь с имеющимися там отрицательными ионами электролита, давали с последними растворимое соединение без выделения газа. Так, например, если электролитом является раствор , то при растворении цинка образуется растворимая соль . Таким образом, задача деполяризации сводится только к устранению водорода на положительном электроде.

В настоящее время применяют исключительно химическую деполяризацию. Ее сущность заключается в том, что в элемент вводят какой-либо сильный окислитель, который вступает в химическую реакцию с водородом, выделяющимся у положительного электрода, и этим предотвращает его выделение в газообразном состоянии.

Рассмотрим некоторые примеры деполяризации в элементах. На рис. 122 показано устройство гальванического элемента Лекланше. Его электродами являются угольный стержень (С) и цинковый цилиндр (Zn), а электролитом служит водный раствор нашатыря (хлористого аммония, ). В качестве деполяризатора в этом элементе употребляют перекись марганца (). Для деполяризации угольный стержень помещают внутри холщевого мешка, который набивают измельченной перекисью марганца, смешанной для лучшей проводимости с графитом. Выделяющийся при работе элемента водород вступает в реакцию с деполяризатором по уравнению

,

в результате чего водород окисляется кислородом деполяризатора, образуя воду, и в газообразном состоянии не выделяется; элемент Лекланше дает э. д. с. около 1,4 В.

Рис. 122. Элемент Лекланше

На рис. 123 показано устройство так называемого «сухого» элемента, имеющего обширные применения. Это – элемент Лекланше, в котором вместо жидкого электролита использована крахмалистая масса 1 консистенции густого клейстера, содержащая нашатырь. Сверху элемент заливается слоем смолы 2, препятствующим выпадению массы при опрокидывании элемента и предохраняющим ее от быстрого высыхания. Угольный электрод 3 имеет вид стерженька, а цинковый электрод 4 образует корпус элемента. Подобным образом устроены батарейки для карманных фонарей: они содержат два или три маленьких сухих элемента, соединенных последовательно.

Рис. 123. Сухой элемент Лекланше

Очень хорошо устранена поляризация в элементе Даниеля (§75). При работе элемента у катода (Zn) происходит образование растворимого , а на аноде (Сu) выделяется металлическая медь. Таким образом, поверхность металлических электродов остается чистой, и поляризация не возникает.

В последнее время с успехом используется так называемый воздушный деполяризатор, при котором для окисления водорода используется кислород воздуха, подводимый к аноду при помощи специального устройства.