нормальные элементы

НОРМАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

гальванические элементы, обеспечивающие постоянную, точно воспроизводимую и слабо зависящую от температуры эдс. До настоящего времени в наиб. мере указанным требованиям удовлетворяет элемент Вестона, который применяют в качестве международного стандарта электрич. напряжения. Н.э. 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 Н.э. не предъявляют требований по энергоемкости, мощности и т. п. характеристикам. Электроды Н.э. 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 Hg2}SO₄ + CdSO₄^.8/₃H₂O +Hg; 4 — кристаллы CdSO₄∙⁸/₃ H₂O; 5 — насыщ. раствор 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 раствора сульфата кадмия в качестве электролита: — Hg, Cd (12,5% по массе) 3CdSO₄∙8H₂O (насыщ.) Hg₂SO₄ (твердый) Hg+

Токообразующая реакция:

Типичная конструкция элемента Вестона схематически изображена на рисунке.

При 20 °C 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 температур от О до 40 °C зависимость эдс элемента Вестона от температуры Т выражается формулой: = — 4,06∙10⁻⁵ (Т-20) — 9,5∙10^−T × (T-20)² + 1∙10⁻⁸ (T-20)³, где -эдс Н.э. при 20 °C. При тщательном соблюдении технологии изготовления элемента Вестона его эдс воспроизводится с точностью до 1∙10⁻⁵ В. Значения эдс Н.э., выпускаемых в СССР, находятся при 20 °C 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 Н.э. калибруют по образцовому (эталонному) Н.э., 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 °C). В СССР промышленностью не выпускается.

В некоторых техн. устройствах, где осн. требованиями являются малые габариты и высокая мех. стойкость, в качестве источников опорного напряжения используют ртутно-цинковые Н.э.: — сталь |Zn| 40% по массе КОН, K₂ZnO₂ (насыщ.), H₂O | 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}