Галван элементийн диаграммыг зурахын тулд түүний үйл ажиллагааны зарчим, бүтцийн онцлогийг ойлгох шаардлагатай.
Хэрэглэгчид батерей болон батерейнд анхаарал хандуулах нь ховор байдаг ч эдгээр тэжээлийн эх үүсвэрүүд хамгийн эрэлттэй байдаг.
Химийн гүйдлийн эх үүсвэр
Галваник элемент гэж юу вэ? Түүний хэлхээ нь электролит дээр суурилдаг. Уг төхөөрөмж нь тусгаарлагч материалаар шингэсэн электролит байрладаг жижиг савыг агуулдаг. Үүнээс гадна хоёр гальваник эсийн схем нь катод ба анод байгаа гэж үздэг. Ийм гальваник эсийн нэр юу вэ? Хоёр металлыг холбосон схем нь исэлдэлтийн урвалыг харуулж байна.
Хамгийн энгийн гальваник элемент
Энэ нь хүчтэй электролитийн уусмалд дүрсэн өөр өөр металлаар хийсэн хоёр хавтан эсвэл саваа байгааг илтгэнэ. Энэхүү гальван элементийн үйл ажиллагааны явцад электронууд буцаж ирэхтэй холбоотой исэлдэлтийн процесс анод дээр явагддаг.
Катод дээр - сэргээх, дагалддагсөрөг тоосонцорыг хүлээн зөвшөөрөх. Гадаад хэлхээгээр ангижруулагчаас исэлдүүлэгч рүү электронууд шилжиж байна.
Галваник эсийн жишээ
Гальваник элементийн электрон хэлхээг хийхийн тулд тэдгээрийн стандарт электродын потенциалын утгыг мэдэх шаардлагатай. Зэсийн сульфат цайртай харилцан үйлчлэх үед ялгарах энергид тулгуурлан ажилладаг зэс-цайрын гальваник элементийн хувилбарт дүн шинжилгээ хийцгээе.
Схемийг доор өгөх энэхүү гальваник эсийг Якоби-Даниел эс гэж нэрлэдэг. Үүнд зэсийн сульфатын уусмалд (зэс электрод) дүрсэн зэс хавтанг багтаасан бөгөөд энэ нь мөн түүний сульфатын уусмал (цайрын электрод) дахь цайрын хавтангаас бүрдэнэ. Уусмалууд нь хоорондоо шүргэлцдэг боловч холилдохоос сэргийлэхийн тулд элемент нь сүвэрхэг материалаар хийсэн хуваалтыг ашигладаг.
Үйл ажиллагааны зарчим
Хэлхээ нь Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu байх гальван элемент хэрхэн ажилладаг вэ? Ашиглалтын явцад цахилгаан хэлхээг хаах үед металл цайрын исэлдэлтийн процесс явагдана.
Давсны уусмалтай харьцах гадаргуу дээр атомууд Zn2+ катион болж хувирах нь ажиглагдаж байна. Уг процесс нь гадаад хэлхээний дагуу хөдөлдөг "чөлөөт" электронууд дагалддаг.
Цайрын электрод дээр явагдаж буй урвалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно:
Zn=Zn2+ + 2e-
Сэргээхметаллын катионуудыг зэс электрод дээр явуулдаг. Цайрын электродоос энд орж ирж буй сөрөг тоосонцор нь зэсийн катионуудтай нийлж, металл хэлбэрээр хадгалдаг. Энэ процесс дараах байдалтай байна:
Cu2+ + 2e-=Cu
Хэрэв бид дээр дурдсан хоёр урвалыг нэмбэл цайр-зэс гальваник эсийн үйл ажиллагааг тодорхойлсон нийт тэгшитгэлийг олж авна.
Цайрын электрод нь анод, зэс нь катодын үүргийг гүйцэтгэдэг. Орчин үеийн гальван эсүүд болон батерейнууд нь нэг электролитийн уусмал ашиглахыг шаарддаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн хэрэглээний хамрах хүрээг тэлж, үйл ажиллагааг нь илүү тав тухтай, тохь тухтай болгодог.
Галваник эсийн төрөл
Хамгийн түгээмэл нь нүүрстөрөгч-цайрын элементүүд юм. Тэд манганы исэл (4) болох анодтой харьцах идэвхгүй нүүрстөрөгчийн гүйдэл цуглуулагчийг ашигладаг. Электролит нь аммонийн хлорид бөгөөд зуурмаг хэлбэрээр хэрэглэнэ.
Энэ нь тархдаггүй тул гальваник эсийг өөрөө хуурай гэж нэрлэдэг. Үүний онцлог нь ашиглалтын явцад "сэргээх" чадвар бөгөөд энэ нь ашиглалтын хугацаанд эерэг нөлөө үзүүлдэг. Ийм гальваник эсүүд нь бага өртөгтэй боловч бага чадалтай байдаг. Температур буурах үед тэдгээр нь үр ашгаа бууруулж, нэмэгдэхэд электролит нь аажмаар хатдаг.
Шүлтлэг элементүүд нь шүлтийн уусмал хэрэглэдэг тул маш их байдаг.програмууд.
Лити эсүүдэд идэвхтэй металл нь анодын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь ашиглалтын хугацаанд эерэг нөлөө үзүүлдэг. Лити нь сөрөг электродын потенциалтай тул жижиг хэмжээтэй ийм элементүүд нь хамгийн их нэрлэсэн хүчдэлтэй байдаг. Ийм системийн сул талуудын дунд өндөр үнэ байдаг. Литийн эрчим хүчний эх үүсвэрийг нээх нь тэсрэх аюултай.
Дүгнэлт
Аливаа гальваник эсийн ажиллах зарчим нь катод ба анод дээр явагдах исэлдэлтийн процесс дээр суурилдаг. Ашигласан металлаас хамааран сонгосон электролитийн уусмал, элементийн ашиглалтын хугацаа, түүнчлэн нэрлэсэн хүчдэлийн утга өөрчлөгддөг. Одоогийн байдлаар лити, кадми гальваник эсүүд эрэлт хэрэгцээтэй байгаа бөгөөд тэдгээр нь нэлээд урт ашиглалтын хугацаатай байдаг.
