Нормальные элементы

НОРМАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, гальванические элементы, обеспечивающие постоянную, точно воспроизводимую и слабо зависящую от т-ры эдс. До настоящего времени в наиб. мере указанным требованиям удовлетворяет элемент Вестона, к-рый применяют в качестве международного стандарта электрич. напряжения. Нормальные элементы используют как источник опорного напряжения при калибровке потенциометров, применяемых для определения эдс др. гальванич. ячеек и для проверки электронных вольтметров. В отличие от гальванич. элементов, служащих химическими источниками тока, к нормальным элементам не предъявляют требований по энергоемкости, мощности и т.п. характеристикам. Электроды нормальных элементов не должны поляризоваться под воздействием токов, протекающих в условиях их использования.

Конструкций нормального элемента Вестона: 1 - амальгама Cd (12,5% по массе); 2-Hg; 3-паста Hg₂SO₄ + + CdSO₄^.8/₃H₂O +Hg; 4-кристаллы CdSO₄•⁸/₃ Н₂О; 5 -насыщ. р-р CdSO₄^.8/₃H₂O; 6- воздух.

Э л е м е н т В е с т о н а состоит из ртуть(I)сульфатного, амальгамного кадмиевого электродов и насыщ. водного р-ра сульфата кадмия в качестве электролита: — Hg, Cd (12,5% по массе) 3CdSO₄^.8H₂O (насыщ.) Hg₂SO₄ (твердый) Hg+

Токообразующая р-ция:

Типичная конструкция элемента Вестона схематически изображена на рисунке.

При 20 °С равновесное напряжение этого элемента равно 1,01864 абс. В (часто приводимое значение 1,01830 В отвечает международному вольту-не используемой в настоящее время единице электрич. напряжения). В интервале т-р от 0 до 40 °С зависимость эдс элемента Вестона от т-ры Т выражается ф-лой: = - 4,06•10^-5 (Т-20) - 9,5•10^-T х х (T-20)² + 1^.10^-8 (T-20)³, где -эдс нормального элемента при 20°С. При тщательном соблюдении технологии изготовления элемента Вестона его эдс воспроизводится с точностью до 1^.10^-5 В. Значения эдс нормальных элементов, выпускаемых в СССР, находятся при 20 °С в пределах 1,01855-1,01875 В (I класс) и 1,0185-1,0187 В (II класс). Допускается пропускание токов не более 1 мкА в течение 1 мин. Для прецизионных измерений нормальные элементы калибруют по образцовому (эталонному) нормальному элементу, проверенному при помощи спец. аппаратуры.

Элемент Кларка отличается от элемента Вестона тем, что в нем вместо амальгамы Cd используется амальгама Zn (10% по массе), а вместо насыщ. 3CdSO₄^.8H₂O-насыщ. ZnSO₄^.7H₂O. Его эдс равна 1,4268 В (20 °С). В СССР пром-стью не выпускается.

В нек-рых техн. устройствах, где осн. требованиями являются малые габариты и высокая мех. стойкость, в качестве источников опорного напряжения используют ртутно-цин-ковые нормальные элементы: -сталь |Zn| 40% по массе КОН, K₂ZnO₂ (насыщ.), Н₂О | HgO | сталь + , имеющие эдс 1,352 b 0,002 В.

Лит.: Корыта И., Дворжак И., Богачкова В., Электрохимия, пер. с чеш., М., 1977; Добош Д., Электрохимические константы. Справочник для электрохимиков, пер. с англ., М., 1980; Багоцкий B.C., Скундин А. М., Химические источники тока, М., 1981. Б. И. Подловченко.