Da bi se napravio dijagram galvanske ćelije, potrebno je razumjeti princip njegovog djelovanja, strukturne karakteristike.
Potrošači rijetko obraćaju pažnju na baterije i baterije, dok su ovi izvori napajanja najtraženiji.
Hemijski izvori struje
Šta je galvanska ćelija? Njegov krug se zasniva na elektrolitu. Uređaj uključuje malu posudu u kojoj se nalazi elektrolit, adsorbiran materijalom separatora. Osim toga, shema dvije galvanske ćelije pretpostavlja prisustvo katode i anode. Kako se zove takva galvanska ćelija? Shema koja povezuje dva metala zajedno sugerira redoks reakciju.
Najjednostavnija galvanska ćelija
Podrazumeva prisustvo dve ploče ili šipke napravljene od različitih metala, koje su uronjene u jak rastvor elektrolita. Tokom rada ove galvanske ćelije, na anodi se odvija proces oksidacije, povezan sa povratkom elektrona.
Na katodi - oporavak, u pratnjiprihvatanje negativnih čestica. Postoji transfer elektrona kroz eksterno kolo do oksidatora iz redukcionog sredstva.
Primjer galvanske ćelije
Da bi se napravila elektronska kola galvanskih ćelija, potrebno je znati vrijednost njihovog standardnog elektrodnog potencijala. Hajde da analiziramo varijantu bakar-cink galvanske ćelije koja radi na bazi energije oslobođene tokom interakcije bakar sulfata sa cinkom.
Ova galvanska ćelija, čija će šema biti data u nastavku, naziva se Jacobi-Daniel ćelija. Sadrži bakarnu ploču koja je uronjena u rastvor bakarnog sulfata (bakarna elektroda), a sastoji se i od cinkove ploče koja se nalazi u rastvoru svog sulfata (cinkova elektroda). Rješenja su u međusobnom kontaktu, ali kako bi se spriječilo njihovo miješanje, element koristi pregradu od poroznog materijala.
Princip rada
Kako funkcioniše galvanska ćelija, čiji je krug Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Tokom njegovog rada, kada je električno kolo zatvoreno, dolazi do procesa oksidacije metalnog cinka.
Na njegovoj kontaktnoj površini sa rastvorom soli primećuje se transformacija atoma u katione Zn2+. Proces je praćen oslobađanjem "slobodnih" elektrona, koji se kreću duž vanjskog kola.
Reakcija koja se odvija na cink elektrodi može se predstaviti na sljedeći način:
Zn=Zn2+ + 2e-
Oporavakmetalni katjoni se izvodi na bakrenoj elektrodi. Negativne čestice koje ovdje ulaze iz cinkove elektrode spajaju se sa bakarnim kationima, taložeći ih u obliku metala. Ovaj proces je sljedeći:
Cu2+ + 2e-=Cu
Ako dodamo dvije gore diskutovane reakcije, dobićemo ukupnu jednačinu koja opisuje rad galvanske ćelije cink-bakar.
Cinkova elektroda djeluje kao anoda, bakar služi kao katoda. Moderne galvanske ćelije i baterije zahtijevaju korištenje jednog rješenja elektrolita, što proširuje obim njihove primjene, čini njihov rad udobnijim i praktičnijim.
Različitosti galvanskih ćelija
Najčešći su ugljenik-cink elementi. Koriste pasivni ugljenični kolektor struje u kontaktu sa anodom, a to je mangan oksid (4). Elektrolit je amonijum hlorid, nanesen kao pasta.
Ne širi se, pa se sama galvanska ćelija naziva suva. Njegova karakteristika je sposobnost "oporavka" tokom rada, što pozitivno utiče na trajanje njihovog operativnog perioda. Takve galvanske ćelije imaju nisku cijenu, ali malu snagu. Kada temperatura padne, oni smanjuju svoju efikasnost, a kada raste, elektrolit se postepeno isušuje.
Alkalni elementi uključuju upotrebu alkalnog rastvora, tako da ih ima dostaaplikacije.
U litijumskim ćelijama, aktivni metal deluje kao anoda, što pozitivno utiče na životni vek. Litijum ima negativan potencijal elektrode, stoga, s malim dimenzijama, takvi elementi imaju maksimalni nazivni napon. Među nedostacima takvih sistema je visoka cijena. Otvaranje litijumskih izvora energije je eksplozivno.
Zaključak
Princip rada bilo koje galvanske ćelije zasniva se na redoks procesima koji se odvijaju na katodi i anodi. U zavisnosti od metala koji se koristi, odabranog rastvora elektrolita, menja se radni vek elementa, kao i vrednost nazivnog napona. Trenutno su tražene litijum, kadmijum galvanske ćelije, koje imaju prilično dug radni vek.
