Номер 214, страница 324 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

11.214. Чем отличаются гальванические элементы от топливных элементов; от аккумуляторов?

Чем отличаются гальванические элементы от топливных элементов

Гальванический элемент и топливный элемент — это химические источники тока, которые преобразуют химическую энергию в электрическую, но они имеют принципиальные различия в своей конструкции и принципе работы.

Во-первых, по способу подачи реагентов: в гальваническом элементе (например, обычной батарейке) все реагенты (окислитель и восстановитель) изначально находятся внутри его корпуса. В топливный элемент реагенты (топливо, например, водород, и окислитель, например, кислород из воздуха) подаются непрерывно из внешних источников.

Во-вторых, по продолжительности работы: гальванический элемент работает до тех пор, пока не израсходуются реагенты, содержащиеся в нем. После этого он, как правило, не подлежит восстановлению. Топливный элемент может работать теоретически бесконечно долго, пока в него поступают топливо и окислитель, а продукты реакции удаляются.

В-третьих, по типу системы: гальванический элемент является замкнутой системой. Топливный элемент — это открытая система, через которую постоянно проходят потоки веществ.

В-четвертых, по роли электродов: в гальванических элементах электроды часто сами являются активными веществами и расходуются в процессе работы (например, цинковый анод). В топливных элементах электроды обычно выполняют роль инертных катализаторов, ускоряя реакции, и сами в них не расходуются.

Ответ: Основное отличие заключается в том, что гальванический элемент — это замкнутая система с ограниченным запасом реагентов внутри корпуса, в то время как топливный элемент — это открытая система, работающая за счет непрерывной подачи реагентов извне.

Чем отличаются гальванические элементы от аккумуляторов

Ключевое различие между гальваническими элементами и аккумуляторами заключается в обратимости протекающих в них электрохимических процессов. Оба являются химическими источниками тока, но работают по-разному.

Гальванический элемент, также называемый первичным элементом, основан на необратимых химических реакциях. После того как реагенты внутри него полностью прореагируют, элемент перестает вырабатывать ток и не может быть эффективно перезаряжен. Поэтому он предназначен для одноразового использования.

Аккумулятор, или вторичный элемент, напротив, основан на обратимых химических реакциях. Его можно многократно использовать в циклах "разряд-заряд". Во время разряда он работает как гальванический элемент, преобразуя химическую энергию в электрическую. Во время заряда под действием внешнего источника тока реакции протекают в обратном направлении, и электрическая энергия преобразуется обратно в химическую, восстанавливая исходные реагенты.

Ответ: Главное отличие состоит в том, что гальванические элементы являются одноразовыми (реакции в них необратимы), а аккумуляторы — многоразовыми, так как протекающие в них химические реакции обратимы, что позволяет их перезаряжать.