Номер 17, страница 55, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 16. Электрический ток. Действия электрического тока - номер 17, страница 55.

Условие.

17. Две металлические пластины опущены в сосуд с раствором серной кислоты. Будет ли такое устройство гальваническим элементом, если:

а) обе пластины цинковые;

б) одна из пластин цинковая, а вторая — медная?

Решение.

а) обе пластины цинковые;

Нет, такое устройство не будет гальваническим элементом. Для работы гальванического элемента необходима разность потенциалов, которая создается между двумя электродами из разных металлов (или других проводников с разной химической активностью). В данном случае обе пластины изготовлены из цинка, поэтому разность потенциалов между ними равна нулю. Следовательно, направленного движения электронов, то есть электрического тока, во внешней цепи не возникнет. Несмотря на то, что цинк будет вступать в химическую реакцию с серной кислотой по уравнению $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$, этот процесс будет протекать на поверхности обеих пластин независимо и не приведет к генерации электрической энергии.

Ответ: Нет, такое устройство не будет гальваническим элементом.

б) одна из пластин цинковая, а вторая — медная?

Да, такое устройство будет являться гальваническим элементом. В этом случае в раствор электролита (серной кислоты) погружены два разных металла: цинк ($Zn$) и медь ($Cu$). Они имеют различные значения стандартных электродных потенциалов ($E^0(Zn^{2+}/Zn) \approx -0,76$ В; $E^0(Cu^{2+}/Cu) \approx +0,34$ В), что создает между ними разность потенциалов (ЭДС). Более активный металл, цинк, будет выполнять роль анода (отрицательного полюса), на котором происходит процесс окисления: $Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$. Менее активный металл, медь, будет катодом (положительным полюсом). На его поверхности происходит процесс восстановления ионов водорода из раствора кислоты: $2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2\uparrow$. В результате движения электронов по внешней цепи от цинкового анода к медному катоду возникает электрический ток. Суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции в этом гальваническом элементе: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$.

Ответ: Да, такое устройство будет гальваническим элементом.