СУХОЙ ЭЛЕМЕНТ

В большинстве случаев сухие элементы устроены по принципу элемента Лекланше, который представляет собой сосуд с раствором хлористого аммония с погруженным в него анодом в виде цинкового стержня. Катодом служит угольный стержень в пористой оболочке, помещенный в порошковую смесь двуокиси марганца и угля. На аноде протекает реакция

а на катоде — реакция

Ионы цинка взаимодействуют со щелочным раствором хлористого аммония, при этом выкристаллизовывается аммиакат цинка:

Поэтому суммарную реакцию в элементе можно представить в виде

Катодная реакция может протекать в несколько стадий: первичная электрохимическая стадия

за которой следуют химические стадии, приводящие к реакции

В обычном сухом элементе в качестве электролита используется концентрированный раствор хлористого аммония, содержащий некоторое количество хлористого цинка и небольшое количество хлорной ртути. На поверхности цинкового анода хлорная ртуть восстанавливается до металлической ртути, которая уменьшает скорость коррозии (см.) и увеличивает срок хранения элемента. Обычно элемент делают в виде цинкового контейнера (действующего как анод), который помещен в смесь электролита, доведенную до желеобразного состояния путем добавления крахмала или муки. Внутри контейнера содержится смесь окружающая центральный угольный стержень. Последний снабжен металлическим колпачком, играющим роль положительного контакта, и сверху элемент герметизируется битумом.

В других элементах такой же конструкции вместо цинка используется магний, а в качестве электролита — бромид магния. Обратимый потенциал магния на 1,5 В более отрицателен, чем потенциал цинка, но в водной среде устанавливается смешанный потенциал; поэтому элемент на основе магния дает около 1,9 В по сравнению с 1,6 В у элемента Лекланше.

Марганцовые элементы со щелочным электролитом имеют более низкое внутреннее сопротивление и обладают лучшими рабочими характеристиками, чем обычный сухой элемент, но стоят дороже. В качестве электролита в них используется раствор гидроокиси натрия. В этом элементе протекают такие же первичные электродные реакции, как и в обычном сухом элементе, но взаимодействие ионов

цинка с гидроксильными ионами приводит к осаждению гидроокиси и окиси цинка; поэтому суммарную реакцию можно записать в виде

См. также Первичный элемент; [21, 23].