АдукацыяКаледжы і універсітэты

Гальванічны элемент: схема, прынцып працы, прымяненне

Для таго каб скласці схему гальванічнага элемента, неабходна зразумець прынцып яго дзеянняў, асаблівасці будынка.

Спажыўцы рэдка звяртаюць увагу на акумулятары і батарэйкі, пры гэтым менавіта гэтыя крыніцы току з'яўляюцца самымі запатрабаванымі.

Хімічныя крыніцы току

Што сабой уяўляе гальванічны элемент? Схема яго грунтуецца на электраліце. У прылада ўваходзіць невялікі кантэйнер, дзе размяшчаецца электраліт, адсорбируемый матэрыялам сепаратара. Акрамя таго, схема двух гальванічных элементаў мяркуе наяўнасць катода і анода. Як называецца такі гальванічны элемент? Схема, якая злучае паміж сабой два металу, мяркуе наяўнасць акісляльна-аднаўленчай рэакцыі.

Найпросты гальванічны элемент

Ён мае на ўвазе наяўнасць двух пласцін альбо стрыжняў, выкананых з розных металаў, якія пагружаныя ў раствор моцнага электраліта. У працэсе працы дадзенага гальванічнага элемента, на анодзе ажыццяўляецца працэс акіслення, звязаны з аддачай электронаў.

На катодзе - аднаўленне, якое суправаджаецца прыняццем адмоўных часціц. Адбываецца перадача электронаў па знешняй ланцугу да акісляльніка ад аднаўляльніка.

Прыклад гальванічнага элемента

Для таго каб скласці электронныя схемы гальванічных элементаў, неабходна ведаць велічыню іх стандартнага электродного патэнцыялу. Прааналізуем варыянт медна-цынкавага гальванічнага элемента, які функцыянуе на аснове энергіі, якая вылучаецца пры ўзаемадзеянні сульфату медзі з цынкам.

Гэты гальванічны элемент, схема якога будзе прыведзеная ніжэй, называюць элементам Якобі-Даніэля. Ён уключае ў сябе медную пласцінку, якая пагружаная ў раствор меднага купарваса (медны электрод), а таксама ён складаецца з цынкавай пласціны, якая знаходзіцца ў растворы яго сульфату (цынкавы электрод). Растворы датыкаюцца паміж сабой, але для таго, каб не дапускаць іх змешвання, у элеменце выкарыстоўваецца перагародка, выкананая з порыстага матэрыялу.

прынцып дзеяння

Як функцыянуе гальванічны элемент, схема якога мае выгляд Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Падчас яго працы, калі замкнёная электрычная ланцуг, адбываецца працэс акіслення металічнага цынку.

На яго паверхні судакранання з растворам солі назіраецца ператварэнне атамаў ў катыёны Zn2 +. Працэс суправаджаецца вылучэннем «свабодных» электронаў, якія перасоўваюцца па знешняй ланцугу.

Рэакцыю, працякалую на цынкавай электродзе, можна прадставіць у наступным выглядзе:

Zn = Zn2 + + 2e-

Аднаўленне катыёнаў металу ажыццяўляецца на медным электродзе. Адмоўныя часціцы, якія трапляюць сюды з цынкавага электрода, аб'ядноўваюцца з катыёнамі медзі, абложаны іх у выглядзе металу. Дадзены працэс мае наступны выгляд:

Cu2 + + 2e- = Cu

Калі скласці дзве рэакцыі, разгледжаныя вышэй, атрымліваецца сумарная раўнанне, якое апісвае працы цынкавых-меднага гальванічнага элемента.

У якасці анода выступае цынкавы электрод, катодам служыць медзь. Сучасныя гальванічныя элементы і акумулятары мяркуюць прымяненне аднаго раствора электраліта, што пашырае сферы іх прымянення, робіць іх эксплуатацыю больш камфортнай і зручнай.

Разнавіднасці гальванічных элементаў

Самымі распаўсюджанымі лічаць вугальна-цынкавыя элементы. У іх ужываецца пасіўны вугальны калектар току, кантактуе з анодам, у якасці якога выступае аксід марганца (4). Электралітам з'яўляецца хларыд амонія, які ўжываецца ў пастообразных выглядзе.

Ён не расцякаецца, таму сам гальванічны элемент называюць сухім. Яго асаблівасцю з'яўляецца магчымасць «аднаўляцца» на працягу працы, што пазітыўна адбіваецца на працягласці іх эксплуатацыйнага перыяду. Такія гальванічныя элементы маюць невысокі кошт, але невысокую магутнасць. Пры паніжэнні тэмпературы яны зніжаюць сваю эфектыўнасць, а пры яе павышэнні адбываецца паступовае высыханне электраліта.

Шчолачныя элементы мяркуюць выкарыстанне раствора шчолачы, таму маюць даволі шмат абласцей прымянення.

У літыевых элементах ў якасці анода выступае актыўны метал, што пазітыўна адбіваецца на тэрміне эксплуатацыі. Літый мае адмоўны электродный патэнцыял, таму пры невялікіх габарытах падобныя элементы маюць максімальную намінальнае напружанне. Сярод недахопаў падобных сістэм можна вылучыць высокую цану. Ускрыццё літыевых крыніц току з'яўляецца выбуханебяспечным.

заключэнне

Прынцып працы любога гальванічнага элемента грунтуецца на акісляльна-аднаўленчых працэсах, якія праходзяць на катодзе і анодзе. У залежнасці ад выкарыстоўванага металу, абранага раствора электраліта, мяняецца тэрмін службы элемента, а таксама велічыня намінальнага напружання. У цяперашні час запатрабаваныя літыевыя, кадміевыя гальванічныя элементы, якія маюць досыць працяглы тэрмін сваёй службы.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.birmiss.com. Theme powered by WordPress.