Galvanični element: shema, načelo delovanja, uporaba

Za izdelavo sheme galvanske celice je potrebno razumeti načelo svojega delovanja, značilnosti strukture.

Potrošniki redko posvečajo pozornost baterijam in baterijam, medtem ko ti viri toka najbolj povprašujejo.

Kemični viri toka

Kaj je galvanska celica? Njegova shema temelji na elektrolitu. Naprava vključuje majhno posodo, kjer se nahaja elektrolit, ki ga adsorbira ločevalni material. Poleg tega shema dveh galvanskih celic prevzame prisotnost katodo in anodo. Kakšno ime je takšna galvanska celica? Vezje, ki povezuje dve kovini, predpostavlja prisotnost reakcije oksidacije in redukcije.

Najenostavnejša galvanska celica

To pomeni prisotnost dveh plošč ali palic iz različnih kovin, ki so potopljeni v raztopino močnega elektrolita. Med delovanjem te galvanske celice se na anodi opravi oksidacijski proces, ki je povezan s sproščanjem elektronov.

Na katodi je okrevanje, ki ga spremlja sprejetje negativnih delcev. Obstaja prenos elektronov vzdolž zunanjega vezja na oksidant iz redukcijskega sredstva.

Primer galvanske celice

Za sestavljanje elektronskih vezij galvanskih celic je potrebno poznati vrednost njihovega standardnega elektrodnega potenciala. Analiziramo različico bakreno-cinkove galvanske celice, ki deluje na podlagi energije, sproščene med interakcijo bakrovega sulfata s cinkom.

Ta galvanska celica, katere shema bo podana spodaj, se imenuje element Jacobi-Daniel. Vključuje bakreno ploščo, ki je potopljena v raztopino bakrovega sulfata (bakra), prav tako pa je sestavljena iz cinkove plošče, ki se nahaja v raztopini njegovega sulfata (cinkove elektrode). Rešitve so v stiku med seboj, vendar da bi preprečili njihovo mešanje, element uporablja pregrado iz poroznega materiala.

Načelo delovanja

Kako deluje galvanska celica, katere vezje ima obliko Zn frac12-ZnS04 frac12-frac12-CuSO4 frac12- Cu? Med delovanjem, ko je električni tokokrog zaprt, nastane proces oksidacije kovinskega cinka.

Na površini stika z raztopino soli opazimo pretvorbo atomov v katione Zn2 +. Postopek spremlja sprostitev "prostih" elektronov, ki se gibljejo vzdolž zunanjega vezja.

Reakcijski postopek na cinkovi elektrodi je lahko predstavljen v naslednji obliki:

Zn = Zn2 + + 2e;

Zmanjšanje kovinskih kationov poteka na bakreni elektrodi. Negativni delci, ki prihajajo iz cinkove elektrode, se kombinirajo z bakrenimi kationi, ki jih obori v obliki kovine. Ta proces ima naslednjo obliko:

Cu2 + + 2e- = Cu

Če združimo zgoraj opisane reakcije, dobimo povzetek enačbe, ki opisuje delo cink-bakrene galvanske celice.

Cinkova elektroda deluje kot anoda, baker pa služi kot katoda. Sodobne galvanske celice in baterije prevzamejo uporabo ene raztopine elektrolita, ki širi obseg njihove uporabe, naredi njihovo delovanje bolj udobno in udobno.

Sorte galvanskih celic

Najpogostejši so elementi premoga in cinka. Uporabljajo pasivni kolektorski tok ogljika, v stiku z anodo, ki je manganov oksid (4). Elektrolit je amonijev klorid, ki se uporablja v pastasti obliki.

Ne razprostira se, zato je galvanska celica sama po sebi suha. Njena posebnost je možnost "obnovitve" med delom, kar pozitivno vpliva na trajanje njihovega obratovalnega obdobja. Takšne galvanske celice so poceni, vendar nizke moči. Ko se temperatura zmanjša, zmanjša njihovo učinkovitost in ko se poveča, se elektrolit postopoma izsuši.

Alkalni elementi predvidevajo uporabo alkalne raztopine, zato imajo kar nekaj aplikacij.

V litijevih celicah aktivna kovina deluje kot anoda, kar pozitivno vpliva na življenjsko dobo. Litij je negativen elektrodni potencial, zato imajo pri teh majhnih dimenzijah največja nazivna napetost. Med pomanjkljivostmi takih sistemov je visoka cena. Odpiranje litijevih tokovnih virov je eksplozivno.

Zaključek

Načelo delovanja katerekoli galvanske celice temelji na procesih redukcije oksidacije, ki potekajo na katodi in anodi. Odvisno od uporabljene kovine se izbrana elektrolitna raztopina, življenjska doba elementa spreminja, kot tudi vrednost nazivne napetosti. Trenutno so na voljo litijeve, kadmijeve celice, ki imajo precej dolgo življenjsko dobo.