НОРМАЛЬНІ ЕЛЕМЕНТИ - Хімічна енциклопедія
НОРМАЛЬНІ ЕЛЕМЕНТИ, гальванічні елементи, що забезпечують постійну, точно відтворювану і слабко залежить від т-ри едс. До нашого часу наиб. мірою зазначеним вимогам задовольняє елемент Вестона, який застосовують як міжнародний стандарт електрич. напруги. Нормальні елементи використовують як джерело опорної напруги при калібруванні потенціометрів, що застосовуються для визначення е. др. гальванич. осередків та для перевірки електронних вольтметрів. На відміну від гальванич. елементів, що є хімічними джерелами струму, до нормальних елементів не пред'являють вимог щодо енергоємності, потужності тощо. характеристик. Електроди нормальних елементів не повинні поляризуватися під впливом струмів, що протікають за умов їх використання.
Конструкцій нормального елемента Вестона: 1 - амальгама Cd (12,5% за масою); 2-Hg; 3-паста Hg 2 SO 4 + + CdSO 4 .8 / 3 H 2 O + Hg; 4-кристали CdSO 4 • 8/3 Н 2 Про; 5-насич. розчин CdSO 4 .8 / 3 H 2 O; 6-повітря.
Елемент Вестона складається з ртуть(I)сульфатного, амальгамного кадмієвого електродів і насич. водного розчину сульфату кадмію як електроліт: — Hg, Cd (12,5% за масою) 3CdSO 4 . 8H 2 O (насич.) Hg 2 SO 4 (твердий) Hg+
Типова конструкція елемента Вестона схематично зображено малюнку.
При 20 °С рівноважна напруга цього елемента дорівнює 1,01864 абс. В (часто наведене значення 1,01830 відповідає міжнародному вольту-не використовуваної в даний час одиниці електрич. напруги). В інтервалі т-р від 0 до 40 ° С залежність едс елемента Вестона від т-ри Т виражається ф-лою: = - 4,06 10 -5 (Т-20) - 9,5 10 -T х х ( T-20) 2+1. 10 -8 (T-20) 3 де -ЭДС нормального елемента при20°С. При ретельному дотриманні технології виготовлення елемента Вестона його ЕДС відтворюється з точністю до 1 . 10 -5 В. Значення ЕДС нормальних елементів, що випускаються в СРСР, знаходяться при 20 ° С в межах 1,01855-1,01875 (I клас) і 1,0185-1,0187 В (II клас). Допускається пропускання струмів трохи більше 1 мкА протягом 1 хв. Для прецизійних вимірів нормальні елементи калібрують за зразковим (еталонним) нормальним елементом, перевіреним за допомогою спец. апаратури.
Елемент Кларка відрізняється від елемента Вестона тим, що в ньому замість амальгами Cd використовується амальгама Zn (10% за масою), а замість насич. 3CdSO 4 . 8H 2 O-насич. ZnSO 4 . 7H 2 O. Його едс дорівнює 1,4268 (20 °С). У СРСР промисловістю не випускається.
У деяких техн. пристроях, де осн. вимогами є малі габарити та висока хутро. стійкість, як джерела опорної напруги використовують ртутно-цинкові нормальні елементи: -сталь Zn 40% по масі КОН, K 2 ZnO 2 (насич.), Н 2 Про HgO сталь + , що мають едс 1,352 b 0,002 В.