Om 'n diagram van 'n galvaniese sel op te stel, is dit nodig om die beginsel van sy werking, strukturele kenmerke, te verstaan.
Verbruikers gee selde aandag aan batterye en batterye, terwyl hierdie kragbronne die meeste in aanvraag is.
Chemiese huidige bronne
Wat is 'n galvaniese sel? Sy stroombaan is gebaseer op 'n elektroliet. Die toestel sluit 'n klein houer in waar die elektroliet geleë is, geadsorbeer deur die skeidingsmateriaal. Daarbenewens neem die skema van twee galvaniese selle die teenwoordigheid van 'n katode en 'n anode aan. Wat is die naam van so 'n galvaniese sel? Die skema wat twee metale aan mekaar verbind, dui op 'n redoksreaksie.
Die eenvoudigste galvaniese sel
Dit impliseer die teenwoordigheid van twee plate of stawe wat van verskillende metale gemaak is, wat in 'n sterk elektrolietoplossing gedompel is. Tydens die werking van hierdie galvaniese sel word 'n oksidasieproses op die anode uitgevoer, wat geassosieer word met die terugkeer van elektrone.
By die katode - herstel, vergesel deuraanvaarding van negatiewe deeltjies. Daar is 'n oordrag van elektrone deur die eksterne stroombaan na die oksideermiddel vanaf die reduseermiddel.
'n Voorbeeld van 'n galvaniese sel
Om elektroniese stroombane van galvaniese selle te maak, is dit nodig om die waarde van hul standaard elektrodepotensiaal te ken. Kom ons ontleed 'n variant van 'n koper-sink galvaniese sel wat funksioneer op grond van die energie wat vrygestel word tydens die interaksie van kopersulfaat met sink.
Hierdie galvaniese sel, waarvan die skema hieronder gegee sal word, word die Jacobi-Daniel-sel genoem. Dit sluit 'n koperplaat in, wat in 'n oplossing van kopersulfaat (koperelektrode) gedompel is, en dit bestaan ook uit 'n sinkplaat, wat in 'n oplossing van sy sulfaat (sinkelektrode) is. Die oplossings is in kontak met mekaar, maar om hul vermenging te voorkom, gebruik die element 'n afskorting van poreuse materiaal.
Bedryfsbeginsel
Hoe funksioneer 'n galvaniese sel, waarvan die stroombaan Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu is? Tydens die werking daarvan, wanneer die elektriese stroombaan gesluit is, vind die proses van oksidasie van metaalsink plaas.
Op sy kontakoppervlak met 'n soutoplossing word die transformasie van atome in Zn2+-katione waargeneem. Die proses gaan gepaard met die vrystelling van "vrye" elektrone, wat langs die eksterne stroombaan beweeg.
Die reaksie wat op die sinkelektrode plaasvind, kan soos volg voorgestel word:
Zn=Zn2+ + 2e-
Herstelmetaalkatione word op 'n koperelektrode uitgevoer. Negatiewe deeltjies wat vanaf die sinkelektrode hier inkom, kombineer met koperkatione en plaas dit in die vorm van 'n metaal. Hierdie proses is soos volg:
Cu2+ + 2e-=Cu
As ons die twee reaksies wat hierbo bespreek is byvoeg, kry ons 'n totale vergelyking wat die werking van 'n sink-koper galvaniese sel beskryf.
Sinkelektrode dien as anode, koper dien as katode. Moderne galvaniese selle en batterye vereis die gebruik van 'n enkele elektrolietoplossing, wat die omvang van hul toepassing uitbrei, hul werking gemakliker en geriefliker maak.
Variëteite van galvaniese selle
Die algemeenste is koolstof-sinkelemente. Hulle gebruik 'n passiewe koolstofstroomkollektor in kontak met die anode, wat mangaanoksied is (4). Die elektroliet is ammoniumchloried, toegedien as 'n pasta.
Dit versprei nie, so die galvaniese sel self word droog genoem. Die kenmerk daarvan is die vermoë om tydens operasie te "herstel", wat 'n positiewe uitwerking op die duur van hul operasionele tydperk het. Sulke galvaniese selle het 'n lae koste, maar lae krag. Wanneer die temperatuur daal, verminder hulle hul doeltreffendheid, en wanneer dit styg, droog die elektroliet geleidelik uit.
Alkaliese elemente behels die gebruik van 'n alkali-oplossing, so hulle het nogal baieaansoeke.
In litiumselle dien 'n aktiewe metaal as 'n anode, wat 'n positiewe uitwerking op die dienslewe het. Litium het 'n negatiewe elektrodepotensiaal, daarom het sulke elemente met klein afmetings 'n maksimum nominale spanning. Onder die nadele van sulke stelsels is die hoë prys. Dit is plofbaar om litiumkragbronne oop te maak.
Gevolgtrekking
Die beginsel van werking van enige galvaniese sel is gebaseer op redoksprosesse wat by die katode en anode plaasvind. Afhangende van die metaal wat gebruik word, die geselekteerde elektrolietoplossing, verander die dienslewe van die element, sowel as die waarde van die nominale spanning. Tans is litium, kadmium galvaniese selle in aanvraag, wat 'n redelike lang dienslewe het.
