Për të hartuar një diagram të një qelize galvanike, është e nevojshme të kuptohet parimi i veprimit të saj, veçoritë strukturore.
Konsumatorët rrallë u kushtojnë vëmendje baterive dhe baterive, ndërkohë që këto burime të energjisë janë më të kërkuarat.
Burimet aktuale kimike
Çfarë është një qelizë galvanike? Qarku i tij bazohet në një elektrolit. Pajisja përfshin një enë të vogël ku ndodhet elektroliti, i përthithur nga materiali ndarës. Përveç kësaj, skema e dy qelizave galvanike supozon praninë e një katode dhe një anode. Cili është emri i një qelize të tillë galvanike? Skema që lidh dy metale së bashku sugjeron një reaksion redoks.
Qeliza galvanike më e thjeshtë
Kjo nënkupton praninë e dy pllakave ose shufrave të bëra nga metale të ndryshme, të cilat janë të zhytura në një tretësirë të fortë elektroliti. Gjatë funksionimit të kësaj qelize galvanike, në anodë kryhet një proces oksidimi, i shoqëruar me kthimin e elektroneve.
Në katodë - shërim, i shoqëruar ngapranimi i grimcave negative. Ekziston një transferim i elektroneve përmes qarkut të jashtëm te oksiduesi nga agjenti reduktues.
Një shembull i një qelize galvanike
Për të bërë qarqe elektronike të qelizave galvanike, është e nevojshme të dihet vlera e potencialit të tyre standard të elektrodës. Le të analizojmë një variant të një qelize galvanike bakër-zink që funksionon në bazë të energjisë së çliruar gjatë ndërveprimit të sulfatit të bakrit me zinkun.
Kjo qelizë galvanike, skema e së cilës do të jepet më poshtë, quhet qeliza Jacobi-Daniel. Ai përfshin një pllakë bakri, e cila është e zhytur në një tretësirë të sulfatit të bakrit (elektrodë bakri), dhe gjithashtu përbëhet nga një pllakë zinku, e cila është në një tretësirë të sulfatit të saj (elektrodë zinku). Tretësirat janë në kontakt me njëra-tjetrën, por për të parandaluar përzierjen e tyre, elementi përdor një ndarje të bërë nga materiali poroz.
Parimi i funksionimit
Si funksionon një qelizë galvanike, qarku i së cilës është Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Gjatë funksionimit të tij, kur qarku elektrik mbyllet, ndodh procesi i oksidimit të zinkut metalik.
Në sipërfaqen e kontaktit të saj me një tretësirë kripe, vërehet shndërrimi i atomeve në katione Zn2+. Procesi shoqërohet me lëshimin e elektroneve "të lira", të cilat lëvizin përgjatë qarkut të jashtëm.
Reagimi që ndodh në elektrodën e zinkut mund të përfaqësohet si më poshtë:
Zn=Zn2+ + 2e-
Rimëkëmbjekationet metalike kryhen në një elektrodë bakri. Grimcat negative që hyjnë këtu nga elektroda e zinkut kombinohen me kationet e bakrit, duke i depozituar ato në formën e një metali. Ky proces është si më poshtë:
Cu2+ + 2e-=Cu
Nëse shtojmë dy reaksionet e diskutuara më sipër, marrim një ekuacion total që përshkruan funksionimin e një qelize galvanike zink-bakër.
Elektroda e zinkut vepron si anodë, bakri shërben si katodë. Qelizat dhe bateritë moderne galvanike kërkojnë përdorimin e një solucioni elektrolit të vetëm, i cili zgjeron fushën e aplikimit të tyre, e bën funksionimin e tyre më të rehatshëm dhe të përshtatshëm.
Llojet e qelizave galvanike
Më të zakonshmet janë elementët karbon-zink. Ata përdorin një kolektor pasiv të rrymës së karbonit në kontakt me anodën, që është oksid mangani (4). Elektroliti është klorur amoniumi, i aplikuar si pastë.
Nuk përhapet, prandaj vetë qeliza galvanike quhet e thatë. Karakteristika e tij është aftësia për të "rikuperuar" gjatë operimit, e cila ka një efekt pozitiv në kohëzgjatjen e periudhës së funksionimit të tyre. Qeliza të tilla galvanike kanë një kosto të ulët, por fuqi të ulët. Kur temperatura bie, ato ulin efikasitetin e tyre dhe kur rritet, elektroliti gradualisht thahet.
Elementet alkaline përfshijnë përdorimin e një solucioni alkali, kështu që ato kanë mjaftaplikacionet.
Në qelizat e litiumit, një metal aktiv vepron si një anodë, e cila ka një efekt pozitiv në jetën e shërbimit. Litiumi ka një potencial elektrodë negative, prandaj, me dimensione të vogla, elementë të tillë kanë një tension të vlerësuar maksimal. Ndër disavantazhet e sistemeve të tilla është çmimi i lartë. Hapja e burimeve të energjisë së litiumit është shpërthyese.
Përfundim
Parimi i funksionimit të çdo qelize galvanike bazohet në proceset redoks që ndodhin në katodë dhe anodë. Në varësi të metalit të përdorur, zgjidhja e zgjedhur e elektrolitit, jeta e shërbimit të elementit ndryshon, si dhe vlera e tensionit të vlerësuar. Aktualisht kërkohen qeliza galvanike litium, kadmium, të cilat kanë një jetëgjatësi mjaft të gjatë shërbimi.
