Galvanik elementning diagrammasini tuzish uchun uning harakat tamoyilini, strukturaviy xususiyatlarini tushunish kerak.
Iste'molchilar kamdan-kam hollarda batareyalar va batareyalarga e'tibor berishadi, shu bilan birga bu quvvat manbalari eng ko'p talab qilinadi.
Kimyoviy oqim manbalari
Galvanik element nima? Uning sxemasi elektrolitga asoslangan. Qurilma elektrolitlar joylashgan kichik idishni o'z ichiga oladi, ajratuvchi material bilan adsorbsiyalanadi. Bundan tashqari, ikkita galvanik hujayraning sxemasi katod va anod mavjudligini nazarda tutadi. Bunday galvanik hujayraning nomi nima? Ikki metalni bir-biriga bog‘lovchi sxema redoks reaksiyasini ko‘rsatadi.
Eng oddiy galvanik element
Bu kuchli elektrolit eritmasiga botirilgan turli metallardan yasalgan ikkita plastinka yoki novda mavjudligini bildiradi. Ushbu galvanik elementning ishlashi davomida anodda elektronlarning qaytishi bilan bog'liq oksidlanish jarayoni amalga oshiriladi.
Katodda - tiklanish, bilan birgasalbiy zarralarni qabul qilish. Elektronlarning tashqi kontur orqali qaytaruvchidan oksidlovchiga o'tishi mavjud.
Galvanik elementga misol
Galvanik elementlarning elektron sxemalarini yaratish uchun ularning standart elektrod potensialining qiymatini bilish kerak. Mis sulfatning rux bilan o'zaro ta'sirida ajralib chiqadigan energiya asosida ishlaydigan mis-rux galvanik elementining variantini tahlil qilaylik.
Sxemasi quyida keltirilgan ushbu galvanik element Yakobi-Daniel hujayrasi deb ataladi. U mis sulfat (mis elektrod) eritmasiga botirilgan mis plastinkani o'z ichiga oladi, shuningdek, uning sulfat eritmasida (rux elektrod) bo'lgan sink plastinkasidan iborat. Eritmalar bir-biri bilan aloqa qiladi, lekin ularning aralashishiga yo'l qo'ymaslik uchun element g'ovakli materialdan yasalgan bo'lakdan foydalanadi.
Foydalanish printsipi
Sxema Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu bo'lgan galvanik element qanday ishlaydi? Uning ishlashi paytida, elektr zanjiri yopilganda, metall sinkning oksidlanish jarayoni sodir bo'ladi.
Uning tuz eritmasi bilan aloqa qilish yuzasida atomlarning Zn2+ kationlariga aylanishi kuzatiladi. Jarayon tashqi zanjir bo'ylab harakatlanadigan "erkin" elektronlarning chiqishi bilan birga keladi.
Sink elektrodida sodir boʻladigan reaksiyani quyidagicha ifodalash mumkin:
Zn=Zn2+ + 2e-
Qayta tiklashmetall kationlari mis elektrodda amalga oshiriladi. Sink elektrodidan bu yerga kiradigan salbiy zarralar mis kationlari bilan birlashib, ularni metall shaklida yotqizadi. Bu jarayon quyidagicha:
Cu2+ + 2e-=Cu
Agar biz yuqorida muhokama qilingan ikkita reaksiyani qoʻshsak, biz sink-mis galvanik elementining ishini tavsiflovchi umumiy tenglamaga ega boʻlamiz.
Sink elektrod anod, mis katod vazifasini bajaradi. Zamonaviy galvanik xujayralar va batareyalar bitta elektrolit eritmasidan foydalanishni talab qiladi, bu esa ularni qo'llash doirasini kengaytiradi, ularning ishlashini yanada qulay va qulay qiladi.
Galvanik elementlarning turlari
Eng keng tarqalgani uglerod-sink elementlari. Ular marganets oksidi (4) bo'lgan anod bilan aloqa qilishda passiv uglerod oqimi kollektoridan foydalanadilar. Elektrolit ammoniy xlorid bo'lib, pasta sifatida qo'llaniladi.
U tarqalmaydi, shuning uchun galvanik elementning o'zi quruq deb ataladi. Uning xususiyati operatsiya vaqtida "tiklash" qobiliyatidir, bu ularning ishlash davrining davomiyligiga ijobiy ta'sir qiladi. Bunday galvanik hujayralar past narxga ega, ammo kam quvvatga ega. Harorat pasayganda, ular samaradorligini pasaytiradi va u ko'tarilganda, elektrolitlar asta-sekin quriydi.
Ishqoriy elementlar gidroksidi eritmasidan foydalanishni o'z ichiga oladi, shuning uchun ular juda ko'pilovalar.
Lityum xujayralarda faol metall anod vazifasini bajaradi, bu xizmat muddatiga ijobiy ta'sir qiladi. Lityum salbiy elektrod potentsialiga ega, shuning uchun kichik o'lchamlarda bunday elementlar maksimal nominal kuchlanishga ega. Bunday tizimlarning kamchiliklari orasida yuqori narx mavjud. Lityum quvvat manbalarini ochish portlovchi hisoblanadi.
Xulosa
Har qanday galvanik elementning ishlash printsipi katod va anodda sodir bo'ladigan oksidlanish-qaytarilish jarayonlariga asoslanadi. Amaldagi metallga qarab, tanlangan elektrolitlar eritmasi, elementning ishlash muddati, shuningdek nominal kuchlanishning qiymati o'zgaradi. Hozirda ancha uzoq xizmat muddatiga ega litiy, kadmiy galvanik elementlar talab qilinmoqda.
