Електрохімічний ряд

Акумулятор може змусити електрони рухатися по дроту. Це джерело електричного струму. Напруга батареї показує, наскільки сильно хочуть рухатися електрони від одного боку акумулятора до іншого. Ми можемо сконструювати просту батарею, використовуючи два різних метали: Один метал, де атоми віддають електрони, перетворюючись на йони металу. І ще один метал, який починається в іонній формі, і збирає електрони. Ось атоми магнію віддають свої електрони... ...і йони міді, які збирають електрони. Електрони рухаються через електричний провідник. Напруга в провіднику визначається різницею в благородстві між металами. Цей вольтметр показує, наскільки благородніше мідь, ніж магній. Щоб порівняти благородство кількох різних металів, нам потрібно щоразу налаштовувати експерименти однаково. Для цього ми будуємо експерименти за певними правилами – стандартний спосіб вимірювання благородства. В цьому випадку, ми вимірюємо напругу між іонами металевого магнію та міді. [1] Металевий магній слід помістити в розчині, що містить іони магнію. [2] Розчин, що містить іони міді має стикатися зі шматком металевої міді. [3] А потім переконаємося, що в обох розчинах є однакова кількість іонів – однакова концентрація іонів магнію та іонів міді. Коли ці точні умови виконуються, напруга між магнієм і міддю становить 2,71 Вольт. Мідь на 2,71 Вольта благородніша за магній. За допомогою цього методу ми можемо порівнювати різні метали один з одним і розмістити їх на шкалі благородства. Напруга означає різницю потенціалів, тому ця шкала називається електропотенціальним рядом. Магній тут; мідь тут. Відстань між ними на шкалі становить 2,71 вольта. Якщо виміряти напругу між міддю і сріблом, отримуємо 0,46 вольт. Срібло на 0,46 вольта благородніше міді. Яка тоді буде напруга між магнієм і сріблом? Сума двох відстаней: ...3,17 вольт. На самій вершині ряду електропотенціалів ми знаходимо золото. Це найблагородніший з усіх металів. У нижній частині шкали знаходиться літій. Різниця між літієм і золотом становить 4,56 вольта. Ось акумулятор на 4,5 вольта. Отже, це літій-золотий акумулятор? Ні. Ми можемо підключити кілька батарей як елементів, щоб підвищити напругу. Усередині цієї батареї є три елементи, кожна з яких забезпечує 1,5 вольта. І цей автомобільний акумулятор має шість елементів по 2 вольта кожен, роблячи в цілому дванадцять вольт. Отже, напруга між двома металами визначається тим, наскільки благородні метали один щодо одного. Ми можемо виміряти різницю в благородстві за допомогою вольтметра, і розмістіть метали на шкалі напруги - електропотенціальний ряд. Чим більша різниця між двома металами на шкалі, тим вище напруга між ними. Батареї часто містять кілька електрохімічних елементів, щоб вони могли подавати ще вищу напругу.