Za sestavo diagrama galvanske celice je potrebno razumeti načelo njenega delovanja, strukturne značilnosti.
Potrošniki so le redko pozorni na baterije in baterije, medtem ko so ti viri energije najbolj iskani.
Kemični viri toka
Kaj je galvanska celica? Njegovo vezje temelji na elektrolitu. Naprava vključuje majhno posodo, kjer se nahaja elektrolit, ki ga adsorbira separator. Poleg tega shema dveh galvanskih celic predvideva prisotnost katode in anode. Kako se imenuje takšen galvanski element? Shema, ki povezuje dve kovini skupaj, nakazuje redoks reakcijo.
Najenostavnejša galvanska celica
Pomeni prisotnost dveh plošč ali palic iz različnih kovin, ki sta potopljeni v močno raztopino elektrolita. Med delovanjem te galvanske celice se na anodi izvaja oksidacijski proces, povezan z vračanjem elektronov.
Na katodi - rekuperacija, ki jo spremljasprejemanje negativnih delcev. Obstaja prenos elektronov skozi zunanji tokokrog v oksidant iz redukcijskega sredstva.
Primer galvanske celice
Za izdelavo elektronskih vezij galvanskih celic je potrebno poznati vrednost njihovega standardnega elektrodnega potenciala. Analizirajmo različico bakreno-cinkovega galvanskega elementa, ki deluje na podlagi energije, ki se sprosti med interakcijo bakrovega sulfata s cinkom.
Ta galvanska celica, katere shema bo podana spodaj, se imenuje Jacobi-Danielova celica. Vključuje bakreno ploščo, ki je potopljena v raztopino bakrovega sulfata (bakrena elektroda), sestavljena pa je tudi iz cinkove plošče, ki je v raztopini svojega sulfata (cinkova elektroda). Raztopine so v stiku med seboj, a da se prepreči njihovo mešanje, element uporablja pregrado iz poroznega materiala.
Načelo delovanja
Kako deluje galvanski element, katerega vezje je Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Med njegovim delovanjem, ko je električni tokokrog zaprt, pride do procesa oksidacije kovinskega cinka.
Na njegovi kontaktni površini z raztopino soli opazimo transformacijo atomov v katione Zn2+. Proces spremlja sproščanje "prostih" elektronov, ki se gibljejo po zunanjem vezju.
Reakcijo, ki poteka na cinkovi elektrodi, lahko predstavimo na naslednji način:
Zn=Zn2+ + 2e-
Obnovitevkovinskih kationov se izvaja na bakreni elektrodi. Negativni delci, ki prihajajo sem iz cinkove elektrode, se združujejo z bakrovimi kationi in jih odlagajo v obliki kovine. Ta postopek je naslednji:
Cu2+ + 2e-=Cu
Če dodamo dve zgoraj obravnavani reakciji, dobimo skupno enačbo, ki opisuje delovanje cinkovo-bakrene galvanske celice.
Cinkova elektroda deluje kot anoda, baker služi kot katoda. Sodobne galvanske celice in baterije zahtevajo uporabo ene same raztopine elektrolita, ki razširi obseg njihove uporabe, naredi njihovo delovanje bolj udobno in priročno.
Različice galvanskih celic
Najpogostejši so ogljikovo-cink elementi. V stiku z anodo uporabljajo pasivni ogljikov tokovni zbiralnik, ki je manganov oksid (4). Elektrolit je amonijev klorid, uporabljen kot pasta.
Ne širi se, zato se sama galvanska celica imenuje suha. Njegova značilnost je zmožnost "izterjave" med delovanjem, kar pozitivno vpliva na trajanje njihovega obratovalnega obdobja. Takšne galvanske celice imajo nizke stroške, vendar nizko moč. Ko temperatura pade, zmanjšajo njihov izkoristek, ko se dvigne, se elektrolit postopoma izsuši.
Alkalni elementi vključujejo uporabo alkalne raztopine, zato jih je kar velikoaplikacije.
V litijevih celicah aktivna kovina deluje kot anoda, kar pozitivno vpliva na življenjsko dobo. Litij ima negativen potencial elektrode, zato imajo takšni elementi pri majhnih dimenzijah največjo nazivno napetost. Med pomanjkljivostmi takšnih sistemov je visoka cena. Odpiranje litijevih virov energije je eksplozivno.
Sklep
Načelo delovanja katere koli galvanske celice temelji na redoks procesih, ki se odvijajo na katodi in anodi. Glede na uporabljeno kovino, izbrano raztopino elektrolita, se spremeni življenjska doba elementa, pa tudi vrednost nazivne napetosti. Trenutno so v povpraševanju litijeve, kadmijeve galvanske celice, ki imajo precej dolgo življenjsko dobo.
