Суть основных электрохимических процессов

[Osmiy]

alex_124 в сообщении #1138925 писал(а):

Здесь непонятно откуда у нас в серной кислоте в глубине раствора взялись $Cu^{2+}$, если все катионы меди должны находится в районе ДЭС? А если какие-то и успели отплыть подальше, то вряд ли их может быть много...

Медный электрод погружается в концентрированный раствор медного купороса. Без него ничего работать не будет. Это он является окислителем цинка с химической точки зрения. Как только катионы меди (медный купорос) закончатся в растворе ток прекратится. Чем больше в растворе этого купороса, тем дольше будет работать элемент. Сам медный электрод в этом плане ни на что не влияет.

-- 20.07.2016, 05:32 --

Металлическая медь практически ни в чем не участвует в работе этого элемента. Вместо неё можно взять любой другой металл, ЭП которого равен или больше, чем у меди (т.е. сама медь, платина, золото, серебро и пр.). Т.к. ЭП их больше и меди и цинка- цинк по прежнему будет растворятся, а катионы меди будут разряжаться на этом металле и оседать на нем.

[madschumacher]

alex_124 в сообщении #1138925 писал(а):

Здесь всё понятно, кроме того, что хотелось бы все-таки еще уточнения насчет катионов. $\mathrm{Zn}^{2+}$ - эта запись подразумевает отдельный атом цинка, которому не хватает двух электронов?

arseniiv в сообщении #1138927 писал(а):

Ага.

И да и нет. В растворе находится не "голый" ион $\text{Zn}^{2+}$, а сольватированный молекулами воды, т.е. $\mathrm{[Zn(H_2O)_4]^{2+}}$ и $\mathrm{[Zn(H_2O)_6]^{2+}}$. В этом смысле запись $\mathrm{Zn}^{2+}$ не является искажением реальности (т.к. в реакциях присобаченная вода ни на что не влияет -- она как пустой довесок, сидит с обоих сторон стрелки), но надо понимать, что природа не любит голые частицы, и если есть возможность "прикрыть" заряд фиговым листком какими-нибудь другими частицами, то он будет прикрыт.

alex_124 в сообщении #1138925 писал(а):

Здесь непонятно откуда у нас в серной кислоте в глубине раствора взялись $\text{Cu}^{2+}$, если все катионы меди должны находится в районе ДЭС? А если какие-то и успели отплыть подальше, то вряд ли их может быть много...

Osmiy в сообщении #1138929 писал(а):

Медный электрод погружается в концентрированный раствор медного купороса.

Вам конечно уже ответили, но прокомментирую вновь ситуацию про ДЭС. У вас на (условно) $\infty$-м удалении от поверхности металла концентрация ионов равна объемной. А уже к поверхности она или уменьшается или увеличивается (в зависимости от заряда самой поверхности и конкретного иона), но нулевой не является. Итог: у поверхности всегда кто-то уж точно тусуется.

[alex_124]

arseniiv в сообщении #1138927 писал(а):

Ну, сейчас вам химики расскажут, но в конечном итоге у электродов разный совершенно обычный электростатический потенциал. Значит, от одного к другому должен течь ток, ведь они соединены проводником.

Не рассказали, тупо заслали в учебники - видимо не так уж и просто объяснить (
Но я хотя бы правильно понимаю тот факт, что в своем нормальном (отдельном) состоянии тот же цинк с медью обладают одинаковым потенциалом и при их соприкосновении "на сухую" никакого перехода электронов не происходит?

А вот, как я, примерно, представляю электростатический потенциал:

Цитата:

В доме очень сухо и жарко. Вы, шаркая босыми ногами, ходите по паласу. Незаметно для вас часть электронов с ваших подошв перешла к атомам ковра. Вот теперь вы несете электрический заряд, так как количество протонов и электронов в ваших атомах уже не сбалансировано. Попробуйте теперь взяться за металлическую ручку двери. Между вами и ею проскочит искра, и вы почувствуете электрический удар. Произошло вот что — ваше тело, которому не хватает электронов для достижения электрического равновесия, стремится за счет сил электромагнитного притяжения восстановить равновесие. И оно восстанавливается. Между рукой и дверной ручкой возникает поток электронов, направленный к руке. Если бы в комнате было темно, то вы увидели бы искры. Свет виден потому, что электроны при перескакивании испускают кванты света. Если в комнате тихо, вы услышите легкое потрескивание.
Источник: http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/kak ... t-molniya/ .

Mihr в сообщении #1138928 писал(а):

Попробуйте вначале сами разобраться. Что такое разность - объяснять не нужно. А с понятием потенциала можно разобраться по школьному учебнику физики для 10-го класса. Ну, или заглянуть в Википедию.

Заглянул в вики
Если бы я был способен понимать такие объяснения, мне они и не нужны были бы. Вообще не знаю для кого это пишется. Да и не это меня интересует. Мне нужен элементарный уровень, как все это реально происходит (физическая модель), а не математика, описывающая явления на каких-то своих понятиях. Вот, что-то такое нам в школе действительно и преподавали (иди и учи, не понимаешь - твои проблемы), а потом удивляемся, чей-то народ безграмотный пошел...

-- 20.07.2016, 17:24 --

Osmiy, наверное проблема моего недопонимания в том, что мы опять подразумеваем разные процессы. Я имею ввиду простейший элемент вольта:



Только это пока хочу понять, что происходит в банке. Без мостика и разделения электролита...

-- 20.07.2016, 17:30 --

madschumacher в сообщении #1138949 писал(а):

И да и нет. В растворе находится не "голый" ион $\text{Zn}^{2+}$, а сольватированный молекулами воды, т.е. $\mathrm{[Zn(H_2O)_4]^{2+}}$ и $\mathrm{[Zn(H_2O)_6]^{2+}}$. В этом смысле запись $\mathrm{Zn}^{2+}$ не является искажением реальности (т.к. в реакциях присобаченная вода ни на что не влияет -- она как пустой довесок, сидит с обоих сторон стрелки), но надо понимать, что природа не любит голые частицы, и если есть возможность "прикрыть" заряд фиговым листком какими-нибудь другими частицами, то он будет прикрыт.

Но для меня это весьма ценная и можно даже сказать эксклюзивная информация,спасибо! )

madschumacher в сообщении #1138949 писал(а):

Вам конечно уже ответили, но прокомментирую вновь ситуацию про ДЭС. У вас на (условно) $\infty$-м удалении от поверхности металла концентрация ионов равна объемной. А уже к поверхности она или уменьшается или увеличивается (в зависимости от заряда самой поверхности и конкретного иона), но нулевой не является. Итог: у поверхности всегда кто-то уж точно тусуется.

Я уже понимаю это, еще с первого вашего ответа понял в этой теме. Мне нужно разобраться что в целом происходит в банке вольта (указанной выше). Цинк растворяется и отдает свои лишние электроны по внешнему проводнику меди, но почему медь их все продолжает и продолжает принимать???

[madschumacher]

alex_124 в сообщении #1139004 писал(а):

Не рассказали, тупо заслали в учебники - видимо не так уж и просто объяснить (

Ваша неправда

Osmiy в сообщении #1138908 писал(а):

То что некоторые металлы имеют положительный электродный потенциал не означает, что они реально заряжаются положительно при погружении в раствор. Всё дело в том, что абсолютные значения ЭП не известны и не измеримы. Но разность между парами веществ (металлов) при одних и тех же условиях одинакова, и могут находиться друг через друга. Например, разность ЭП между цинком и медью -1.10 В, а между медью и платиной -0.62 В, значит между цинком и платиной будет разность -1.72 В. Чтобы использовать это свойство на практике решили измерить все ЭП металлов относительно одного и того же электрода, ЭП которого приняли за ноль. Этим электродом стал водородный электрод.

Т.е. это электродный потенциал по-сути это такая величина, которая показывает направление протекания самопроизвольного процесса (один из кучи аспектов термодинамических потенциалов). Её абсолютное значение неизвестно в принципе, но можно померить разницу потенциалов. И по этой разницы определить будет ли идти процесс или нет.

(аналогия)

Хорошей аналогией является потенциальная энергия для гравитации около поверхности Земли ($V(h)=mgh$). Собсссссна сама аналогия:
рассмотрим ситуацию: у Вас есть шкаф с высотой $=h_{\text{cabinet}}$. Вы его поставили в квартирах на 1м и на 15м этаже здания. Теперь рассмотрим 2 состояния: Вы на стоите шкафу и Вы стоите на полу рядом со шкафом. И на 1м и на 15м этажах разница потенциальных энергий между Вашими состояниями равна $mgh_{\text{cabinet}}$, т.е. для Вас и там и там если Вы свалитесь со шкафа мордой об пол будет одинаково больно находиться на полу одинаково выгоднее, чем на шкафу.

-- 20.07.2016, 14:39 --

alex_124 в сообщении #1139004 писал(а):

наверное проблема моего недопонимания в том, что мы опять подразумеваем разные процессы. Я имею ввиду простейший элемент вольта:
[....]
Только это пока хочу понять, что происходит в банке. Без мостика и разделения электролита...

alex_124 в сообщении #1139004 писал(а):

Я уже понимаю это, еще с первого вашего ответа понял в этой теме. Мне нужно разобраться что в целом происходит в банке вольта (указанной выше). Цинк растворяется и отдает свои лишние электроны по внешнему проводнику меди, но почему медь их все продолжает и продолжает принимать???

С медью и цинком без разделения не прокатит такой фокус (Вам это уже объясняли и Osmiy и я). Если хотите всё в одной банке, то там всё чуточку сложнее.

-- 20.07.2016, 14:44 --

alex_124 в сообщении #1139004 писал(а):

Но для меня это весьма ценная и можно даже сказать эксклюзивная информация,спасибо! )

ничуть не эксклюзивная (если бы Вы читали бы школьные учебники, предназначенные для более глубокого изучения химии, то там всё это написано ).

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Химия»
Причина переноса: по-видимому, это все-таки более химия, чем физика.

[Osmiy]

alex_124 в сообщении #1139004 писал(а):

Osmiy, наверное проблема моего недопонимания в том, что мы опять подразумеваем разные процессы. Я имею ввиду простейший элемент вольта:

Моё предположение. В элементе Вольта происходит растворение меди серной кислотой. Т.е. вокруг медного электрода образуется раствор медного купороса. Далее все начинает работать как в элементе Якоби-Даниэля. За исключением того, что серная кислота еще растворяет и цинк, но это не на что в принципе не влияет, просто конкурирующая побочная реакция. А если раствор медного купороса (катионы меди) дойдут до цинкового электрода, то начнется еще одна побочная реакция- цинк начнет напрямую взаимодействовать с медным купоросом, выделяя металлическую медь на своей поверхности и сам при этом растворяясь.
Т.о. элемент Якоби-Даниэля это усовершенствованный элемент Вольта.

[alex_124]

madschumacher в сообщении #1139010 писал(а):

С медью и цинком без разделения не прокатит такой фокус (Вам это уже объясняли и Osmiy и я). Если хотите всё в одной банке, то там всё чуточку сложнее (а в элементе Вольта -- свинец!).

Как не прокатит-то, ведь с этого все и начиналось. Вольтов столб разве не по этому принципу работает? Вот первый попавшийся пример с таким соединением, с классическом объяснением, которое на самом деле почти ничего не объясняет:

Цитата:

Простейший гальванический элемент состоит из стеклянного (или другого какого-либо материала) сосуда (рис), внутри которого помещаются на некотором расстоянии друг от друга цинковая и угольная (или медная) пластинки. Эти пластинки обычно называются электродами или полюсами элемента. В сосуд наливается электролит — раствор какой-либо соли или кислот в дистиллированной воде. В результате химического воздействия электролита на электроды элемента на последних появятся противоположные электрические заряды, причем цинковая пластинка окажется заряженной отрицательно [поэтому она и обозначена на рисунок 1 знаком (—)], а угольная — положительно [обозначена знаком (+)].
http://battary.galvanics.ru/keywords/yelement

Я уже практически понял модель с мостиком, по объяснениям Osmiy, хотя и не ее представлял себе, в связи с чем остались еще кое какие пробелы в ней. Но больше всего меня интересует сейчас, как же просто банка работает все-таки? Ну ведь тут и там приводят ее в пример и именно как простейший элемент питания, а элемент Даниэля–Якоби это уже своего рода усовершенствование.

-- 20.07.2016, 18:14 --

Osmiy в сообщении #1139014 писал(а):

Моё предположение. В элементе Вольта происходит растворение меди серной кислотой. Т.е. вокруг медного электрода образуется раствор медного купороса. Далее все начинает работать как в элементе Якоби-Даниэля. За исключением того, что серная кислота еще растворяет и цинк, но это не на что в принципе не влияет, просто конкурирующая побочная реакция. А если раствор медного купороса (катионы меди) дойдут до цинкового электрода, то начнется еще одна побочная реакция- цинк начнет напрямую взаимодействовать с медным купоросом, выделяя металлическую медь на своей поверхности и сам при этом растворяясь.
Т.о. элемент Якоби-Даниэля это усовершенствованный элемент Вольта.

Так медь растворяется не только в концентрированной серной кислоте? И почему тогда растворение цинка не имеет значения. Откуда тогда на медь поплывут электроны по внешнему проводнику?

-- 20.07.2016, 18:19 --

madschumacher в сообщении #1139010 писал(а):

ничуть не эксклюзивная (если бы Вы читали бы школьные учебники, предназначенные для более глубокого изучения химии, то там всё это написано ).

Это было невозможно, потому что мои учителя прочно и надолго вообще убили во мне интерес к наукам. У нас в принципе в школах как раз это постоянно и происходит и если вовремя репетиторы или родители не подтянут, то и получаем неучей типа меня, а не каждый посмеет выставлять свое невежество напоказ, чтобы все-таки попытаться разобраться в теме...

[Mihr]

alex_124 в сообщении #1139004 писал(а):

А вот, как я, примерно, представляю электростатический потенциал

Видимо, всё же, никак не представляете. Раз цитируете чей-то популярный рассказ о том, что такое электризация. Это отнюдь не объяснение, что такое потенциал.
Попробую изложить.
По определению: потенциал электростатического поля в данной точке - это отношение потенциальной энергии точечного заряда, помещённого в эту точку, к величине этого заряда. Так (или почти так) написано и в Википедии. Непонятно? Давайте проведём аналогию с механической системой.
Рассмотрим небольшое тело (материальную точку) некоторой массы $m$ в поле тяжести Земли. Потенциальная энергия этого тела $U=mgh$ (надеюсь, помните). Разделим эту величину на массу материальной точки (аналог заряда). Останется величина $gh$. Это - аналог потенциала. Значит, потенциал можно наглядно представить себе как "высоту положения" заряда во внешнем поле (с некоторым коэффициентом). Кстати, если электростатическое поле однородно, то можно определить потенциал как произведение $Ex$, где $E$ - напряжённость поля, а $x$ - координата заряда, отсчитываемая вдоль оси, направленной противоположно полю. Так что аналогия с механикой полная: $E$ вместо $g$, $q$ вместо $m$, $x$ вместо $h$.
Ограниченность этой аналогии лишь в том, что масса всегда положительна, гравитационная сила, действующая на неё, направлена всегда согласно направлению самого гравитационного поля. А заряды бывают двух типов: положительные и отрицательные. Наша аналогия распространяется без каких-либо поправок на положительные заряды. А для отрицательных зарядов поле как бы направлено в обратную сторону. Вот и вся разница.
Подобно тому, как материальная точка, не удерживаемая никакой силой, станет "падать", то есть перемещаться в область с меньшим значением потенциальной энергии, так и положительные заряды, способные свободно перемещаться во внешнем поле, устремляются в область более низкого потенциала. Отрицательные, напротив, - более высокого.
Вот такая аналогия.
Теперь конкретно: в чём Вы были неправы.
Вернёмся ещё раз к гравитационному полю, зафиксировав предварительно уровень, принимаемый за нулевой. Например, уровень моря.
Совершенно очевидно, что о разности величин $gh$ можно говорить для любой пары точек. Совершенно не обязательно при этом, чтобы одна из них находилась выше уровня моря (в области положительного "потенциала" $gh$), а другая - ниже уровня моря (в области отрицательного "потенциала" $gh$). Точно так же и в случае электростатического поля: для любой пары его точек можно говорить о разности потенциалов. Не обязательно при этом, чтобы одна из этих точек находилась в области положительного потенциала, а другая - отрицательного.

[Osmiy]

alex_124 в сообщении #1139016 писал(а):

Так медь растворяется не только в концентрированной серной кислоте? И почему тогда растворение цинка не имеет значения. Откуда тогда на медь поплывут электроны по внешнему проводнику?

В разбавленной серной кислоте медь растворяется, только очень медленно, и считают с практической точки зрения что и не растворяется вовсе. Но образующая концентрация катионов меди хоть и маленькая, но выше чем было бы без этого дополнительного растворения меди.
Про растворение цинка: там (в элементе Вольта) присутствует два типа растворения цинка: основное (токообразуещее) связанное с работой элемента при замыкании контактов; и побочное (обычное химическое растворение цинка), т.е. цинк реагирует с кислотой как обычный металл, растворяется с выделением водорода. Второе растворение не связано с образованием тока.

[alex_124]

Mihr в сообщении #1139018 писал(а):

для любой пары его точек можно говорить о разности потенциалов. Не обязательно при этом, чтобы одна из этих точек находилась в области положительного потенциала, а другая - отрицательного.

Кое что понял из вашего объяснения но конечно не все. Но сути явления электрохимического потенциала так и не осознал. То есть как именно и за счет чего он формируется? В данный момент я все-таки остаюсь при мнении, что все зависит от количества электронов, которые может принять или передать тот или иной материал в зависимости от того с чем и как он взаимодействует...

А то что эта разница сил существует, динамически изменяется и зависит друг от друга я и так знал. В конце концов мы это понятие употребляем и в обычной жизни, начиная от чего-то то там потенциально большего или меньшего и вообще заканчивая всенародно известной потенцией...

p.s. я думаю между нами слишком большая пропасть в образовании и те понятия и символы, которыми вы уже с легкостью оперируете, мне попросту до сих пор не знакомы и понятными до конца никогда и не были. И прошу не тыкать меня лишний раз в мое же невежество, я и так испытываю определенный стресс, осмелившись задавать здесь свои вопросы и совершенно не скрываю сего момента! У меня есть интернет, логика и желание разобраться в сути электрохимического обмена и я верю, что в итоге мне будет этого достаточно, пусть даже это случится и не на этом форуме.

-- 20.07.2016, 18:57 --

Osmiy в сообщении #1139022 писал(а):

В разбавленной серной кислоте медь растворяется, только очень медленно, и считают с практической точки зрения что и не растворяется вовсе. Но образующая концентрация катионов меди хоть и маленькая, но выше чем было бы без этого дополнительного растворения меди.
Про растворение цинка: там (в элементе Вольта) присутствует два типа растворения цинка: основное (токообразуещее) связанное с работой элемента при замыкании контактов; и побочное (обычное химическое растворение цинка), т.е. цинк реагирует с кислотой как обычный металл, растворяется с выделением водорода. Второе растворение не связано с образованием тока.

Важная информация для меня. Спасибо! Осмысливаю...

-- 20.07.2016, 19:13 --

Osmiy, я правильно понимаю, что если представим, что медь не будет растворяться в принципе, электроны по верху вообще не побегут при соединении электродов?

[Osmiy]

alex_124 в сообщении #1139023 писал(а):

Osmiy, я правильно понимаю, что если представим, что медь не будет растворяться в принципе, электроны по верху вообще не побегут при соединении электродов?

Судя по вашей цитате о том, что в качестве электрода можно брать не только медь, но и угольный электрод, а в качестве электролита подойдет любой раствор электролита, не обязательно кислота, то будет. И видимо за счет значительного химического потенциала цинка (в данном случае электрохимического потенциала).

-- 20.07.2016, 21:07 --

Т.е. я так представляю работу в таком случае.
При погружении цинка в раствор электролита (например поваренная соль) вокруг него образуется ДЭС из катионов цинка, а сам цинк заряжается отрицательно. Если цинк начнет контактировать с другим электродом (не из цинка, например угольным), погруженным в то же раствор, то он снимет часть отрицательного заряда с цинка. Это приведет к тому что катионы цинка станут слабее удерживаться у поверхности цинка и уйдут в глубину раствора. Т.е. как я писал ранее концентрация катионов цинка в ДЭС будет падать, и нах место будут приходить новые катионы из металла, а в цинке будут оставаться электроны, поддерживающие отрицательный заряд на нем.
На угольном электроде накопится такой отрицательный заряд, что потенциал его будет достаточным для выделения газообразного водорода из воды. Цинк имеет более отрицательный потенциал, чем водород (он расположен выше(левее) водорода в электрохимическом ряду). Поэтому он способен вытеснять водород из воды. Только при прямом контакте воды и цинка на его поверхности образуется оксидная/гидроксидная пленка мешающая реакции.
Вокруг угольного электрода образуется гидроксид ионы $OH^-$ (из-за электролиза воды), которые устремляются вглубь раствора навстречу катионам $Zn^{2+}$. Когда они встречаются то образуется нерастворимое соединение $Zn(OH)_2$.
Если вместо поваренной соли взять кислоту, то гидроксид цинка не будет выпадать в осадок, а будет образовываться соль цинка и этой кислоты.

[alex_124]

Osmiy, спасибо! Вы очень хорошо описали, происходящие внутри данного раствора процессы. И теперь непонятным мне остается только одно - каким таким образом угольный электрод способен принимать любой избыток "цинковых" электронов, в то время как сам он химически никак не изменяется, а лишь способствует дальнейшему растворению цинка.

[Osmiy]

Тут обычная электростатика. Любой электрод, который чуть-чуть электроположительнее цинка, будет принимать хотя бы чуточку электронов от цинка, чтобы выровнять свои электрические потенциалы. Ведь они соединены проводником и малейшая разность потенциалов создаст ток. А как только цинк потеряет часть электронов, он снова их выработает, передав в раствор часть своих катионов. И так будет продолжаться пока весь цинк не раствориться.

Угольный электрод- он не только чуточку электроположительнее цинка, он очень электроположителен. Он не имеет в своем составе ионов, т.е. при погружении его в раствор ему нечего передавать в раствор, в частности катионов. А значит он не будет заряжен отрицательно как цинк. Этого уже достаточно чтобы считать, что он будет электроположительнее погруженного в раствор цинка, и способным принимать от него электроны.

Та разность потенциалов, которая создается между цинком и угольным электродом (графитом по сути) не достаточна чтобы он (графит) начал окисляться (или "растворяться", на самом деле в воде он может только окисляться до $CO_2$), но достаточна чтобы из воды начал выделяться водород.

[alex_124]

Osmiy в сообщении #1139106 писал(а):

Любой электрод, который чуть-чуть электроположительнее цинка, будет принимать хотя бы чуточку электронов от цинка, чтобы выровнять свои электрические потенциалы. Ведь они соединены проводником и малейшая разность потенциалов создаст ток.

Я правильно понимаю, что на сухую (без электролита) передача электронов от цинка угольному электроду не происходит только потому что у сам цинк еще не является отрицательно заряженным? А если его чуть растворить (просто окунув в кислоту) и потом достав уже на сухую соединить с угольным электродом (или медью), то какой-то ток все таки пробежит по проводнику?

Цитата:

Угольный электрод- он не только чуточку электроположительнее цинка, он очень электроположителен. Он не имеет в своем составе ионов, т.е. при погружении его в раствор ему нечего передавать в раствор, в частности катионов. А значит он не будет заряжен отрицательно как цинк.

А электроны которые приходят в него с цинка разве не способствуют тому что его положительный заряд будет хотя бы уменьшаться?

И еще, если взять очень большой кусок цинка и маленький угольного электрода и погрузить их в электролит, насытим ли мы тогда уголь в конце концов дополна? И как он тогда будет называться?

[Osmiy]

alex_124 в сообщении #1139109 писал(а):

Я правильно понимаю, что на сухую (без электролита) передача электронов от цинка угольному электроду не происходит только потому что у сам цинк еще не является отрицательно заряженным? А если его чуть растворить (просто окунув в кислоту) и потом достав уже на сухую соединить с угольным электродом (или медью), то какой-то ток все таки пробежит по проводнику?

Если не учитывать контактную разность потенциалов, то да, при контакте в сухую никаких зарядов нет и переходов электронов не будет.
Электроемкость обычных тел (по сравнению с конденсаторами) очень маленькая. Когда цинк будет опущен в раствор и высунут, на нем останется очень маленький (микроскопический) отрицательный заряд. и при контакте с любым не заряженным проводником он разделиться между ними. Т.е. будет очень короткий импульс очень маленького тока.

alex_124 в сообщении #1139109 писал(а):

А электроны которые приходят в него с цинка разве не способствуют тому что его положительный заряд будет хотя бы уменьшаться?

Я уже в принципе писал об этом, только другими словами. На угольном электроде начнут собираться электроны. Если бы они никуда с него не девались, то потенциалы цинка и угля выровнялись, и ток прекратился бы. Но до того как угольный электрод приобретет этот равновесный потенциал вода под действием "опустившегося" до отрицательных значений потенциала угольного электрода начинает разлагаться, выделяя водород и снимая с угля электроны, не давая приобрести угольному электроду потенциал цинка.

-- 21.07.2016, 05:27 --

Еще раз напишу. Цинк сам в состоянии вытеснять водород из воды и без контакта с углем и другими металлами. Если его почистить шкуркой и опустить в воду, то на его поверхности через какое-то время появятся пузырьки (это будет водород). Только в этом случае реакция будет не долгой и медленной, т.к. на его поверхности будет образовываться нерастворимый гидроксид цинка, который будет мешать контакту цинка и воды. При контакте с другим проводником (электроположительнее цинка) образование гидроксид-иона $OH^-$ и катиона цинка $Zn^{2+}$ , будут происходить в разных местах раствора. И уже ничто не будет мешать реакции.

-- 21.07.2016, 05:40 --

alex_124 в сообщении #1139109 писал(а):

И еще, если взять очень большой кусок цинка и маленький угольного электрода и погрузить их в электролит, насытим ли мы тогда уголь в конце концов дополна? И как он тогда будет называться?

Насытить мы его никогда не сможем. Под "насытить" подразумевается довести его потенциал до уровня потенциала цинка, потому что этому мешает электролиз воды.
Но в ситуации которую вы привели, реакция на цинковом электроде будет идти быстрее, чем на угольном. Угольный электрод не будет успевать избавляться ото всех электронов идущих от цинка. Это приведет к частичной (но никогда не к полной) компенсации разности потенциалов. Что выльется к с нижению ЭДС элемента. Это явление называется поляризация электрода (в данном случае угольного).