Galvanik hücrenin bir diyagramını çizmek için, eylem ilkesini, yapısal özelliklerini anlamak gerekir.
Tüketiciler pillere ve pillere nadiren dikkat ederken, bu güç kaynakları en çok talep gören kaynaklardır.
Kimyasal akım kaynakları
Galvanik hücre nedir? Devresi bir elektrolite dayanmaktadır. Cihaz, elektrolitin bulunduğu, ayırıcı malzeme tarafından adsorbe edilen küçük bir kap içerir. Ek olarak, iki galvanik hücrenin şeması, bir katot ve bir anotun varlığını varsayar. Böyle bir galvanik hücrenin adı nedir? İki metali birbirine bağlayan şema bir redoks reaksiyonu önerir.
En basit galvanik hücre
Güçlü bir elektrolit çözeltisine daldırılmış, farklı metallerden yapılmış iki plaka veya çubuğun varlığını ima eder. Bu galvanik hücrenin çalışması sırasında, elektronların geri dönüşü ile bağlantılı olarak anot üzerinde bir oksidasyon işlemi gerçekleştirilir.
Katotta - iyileşme, eşlik edenNegatif parçacıkların kabulü. İndirgeyici ajandan harici devre yoluyla oksitleyiciye elektron transferi vardır.
Galvanik hücre örneği
Galvanik hücrelerin elektronik devrelerini yapabilmek için standart elektrot potansiyellerinin değerini bilmek gerekir. Bakır sülfatın çinko ile etkileşimi sırasında açığa çıkan enerji temelinde çalışan bir bakır-çinko galvanik hücrenin bir varyantını analiz edelim.
Aşağıda şeması verilecek olan bu galvanik hücreye Jacobi-Daniel hücresi denir. Bir bakır sülfat çözeltisine (bakır elektrot) daldırılmış bir bakır levha içerir ve ayrıca sülfat çözeltisinde (çinko elektrot) bulunan bir çinko levhadan oluşur. Çözümler birbiriyle temas halindedir, ancak karışmalarını önlemek için eleman gözenekli malzemeden yapılmış bir bölme kullanır.
Çalışma prensibi
Devresi Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu olan bir galvanik hücre nasıl çalışır? Çalışması sırasında, elektrik devresi kapatıldığında metalik çinkonun oksidasyon işlemi gerçekleşir.
Bir tuz çözeltisi ile temas yüzeyinde atomların Zn2+ katyonlarına dönüşümü gözlemlenir. Sürece, harici devre boyunca hareket eden "serbest" elektronların serbest bırakılması eşlik eder.
Çinko elektrotta gerçekleşen reaksiyon aşağıdaki gibi gösterilebilir:
Zn=Zn2+ + 2e-
Kurtarmametal katyonları bir bakır elektrot üzerinde gerçekleştirilir. Çinko elektrottan buraya giren negatif partiküller bakır katyonları ile birleşerek onları metal şeklinde biriktirir. Bu işlem şu şekildedir:
Cu2+ + 2e-=Cu
Yukarıda tartışılan iki reaksiyonu toplarsak, çinko-bakır galvanik hücrenin çalışmasını tanımlayan toplam bir denklem elde ederiz.
Çinko elektrot anot görevi görür, bakır katot görevi görür. Modern galvanik hücreler ve piller, uygulamalarının kapsamını genişleten, çalışmalarını daha rahat ve kullanışlı hale getiren tek bir elektrolit çözeltisinin kullanılmasını gerektirir.
Galvanik hücre çeşitleri
En yaygın olanları karbon-çinko elementleridir. Manganez oksit (4) olan anotla temas halinde pasif bir karbon akım toplayıcı kullanırlar. Elektrolit, macun olarak uygulanan amonyum klorürdür.
Yayılmaz, bu nedenle galvanik hücrenin kendisine kuru denir. Özelliği, operasyon sürelerinin süresi üzerinde olumlu bir etkisi olan operasyon sırasında “iyileşme” yeteneğidir. Bu tür galvanik hücrelerin maliyeti düşüktür, ancak gücü düşüktür. Sıcaklık düştüğünde verimliliklerini düşürürler ve yükseldiğinde elektrolit yavaş yavaş kurur.
Alkali elementler, bir alkali çözeltisinin kullanımını içerir, bu nedenle oldukça fazlauygulamalar.
Lityum hücrelerde aktif bir metal, hizmet ömrü üzerinde olumlu bir etkiye sahip olan bir anot görevi görür. Lityum, negatif bir elektrot potansiyeline sahiptir, bu nedenle, küçük boyutlarda, bu tür elemanların maksimum anma gerilimi vardır. Bu tür sistemlerin dezavantajları arasında yüksek fiyat bulunur. Lityum güç kaynaklarını açmak patlayıcıdır.
Sonuç
Herhangi bir galvanik hücrenin çalışma prensibi, katot ve anotta meydana gelen redoks işlemlerine dayanır. Kullanılan metale, seçilen elektrolit çözeltisine bağlı olarak, elemanın hizmet ömrü ve anma geriliminin değeri değişir. Şu anda, oldukça uzun bir hizmet ömrüne sahip olan lityum, kadmiyum galvanik hücreler talep edilmektedir.
