Galvanisen kennon kaavion laatimiseksi on ymmärrettävä sen toiminnan periaate, rakenteelliset ominaisuudet.
Kuluttajat kiinnittävät harvoin huomiota akkuihin ja akkuihin, vaikka nämä virtalähteet ovat kysytyimpiä.
Kemialliset virtalähteet
Mikä on galvaaninen kenno? Sen piiri perustuu elektrolyyttiin. Laite sisältää pienen säiliön, jossa elektrolyytti sijaitsee erotinmateriaalin adsorboituna. Lisäksi kahden galvaanisen kennon kaaviossa oletetaan katodin ja anodin läsnäoloa. Mikä on tällaisen galvaanisen kennon nimi? Kahta metallia yhdistävä kaavio viittaa redox-reaktioon.
Yksinkertaisin galvaaninen kenno
Se tarkoittaa, että läsnä on kaksi eri metalleista valmistettua levyä tai sauvaa, jotka on upotettu vahvaan elektrolyyttiliuokseen. Tämän galvaanisen kennon toiminnan aikana anodilla suoritetaan hapetusprosessi, joka liittyy elektronien palautumiseen.
Katodilla - palautuminen mukananegatiivisten hiukkasten hyväksyminen. Elektronit siirtyvät pelkistimestä ulkoisen piirin kautta hapettimeen.
Esimerkki galvaanisesta kennosta
Jotta galvaanikennoista voidaan tehdä elektronisia piirejä, on tarpeen tietää niiden standardielektrodipotentiaalin arvo. Analysoidaan muunnelmaa kupari-sinkki galvaanisesta kennosta, joka toimii kuparisulfaatin ja sinkin vuorovaikutuksessa vapautuvan energian perusteella.
Tätä galvaanista kennoa, jonka kaavio esitetään alla, kutsutaan Jacobi-Daniel-kennoksi. Se sisältää kuparilevyn, joka on upotettu kuparisulfaattiliuokseen (kuparielektrodi), ja se koostuu myös sinkkilevystä, joka on sen sulfaattiliuoksessa (sinkkielektrodi). Liuokset ovat kosketuksissa keskenään, mutta niiden sekoittumisen estämiseksi elementti käyttää huokoisesta materiaalista valmistettua väliseinää.
Toimintaperiaate
Miten toimii galvaaninen kenno, jonka piiri on Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Sen toiminnan aikana, kun sähköpiiri on suljettu, tapahtuu metallisen sinkin hapetusprosessi.
Sen kosketuspinnalla suolaliuoksen kanssa havaitaan atomien muuttumista Zn2+-kationeiksi. Prosessiin liittyy "vapaiden" elektronien vapautuminen, jotka liikkuvat ulkoista piiriä pitkin.
Sinkkielektrodilla tapahtuva reaktio voidaan esittää seuraavasti:
Zn=Zn2+ + 2e-
Toipuminenmetallikationit suoritetaan kuparielektrodille. Sinkkielektrodista tänne tulevat negatiiviset hiukkaset yhdistyvät kuparikationien kanssa ja saostavat ne metallin muodossa. Tämä prosessi on seuraava:
Cu2+ + 2e-=Cu
Jos lisäämme kaksi edellä käsiteltyä reaktiota, saamme kokonaisyhtälön, joka kuvaa sinkki-kupari galvaanisen kennon toimintaa.
Sinkkielektrodi toimii anodina, kupari toimii katodina. Nykyaikaiset galvaaniset kennot ja akut vaativat yhden elektrolyyttiliuoksen käyttöä, mikä laajentaa niiden käyttöaluetta, tekee niiden käytöstä mukavampaa ja mukavampaa.
Galvaniset kennot
Yleisimpiä ovat hiili-sinkkielementit. Ne käyttävät passiivista hiilivirran kerääjää kosketuksissa anodin, joka on mangaanioksidia (4), kanssa. Elektrolyytti on ammoniumkloridia, joka levitetään tahnana.
Se ei leviä, joten itse galvaanista kennoa kutsutaan kuivaksi. Sen ominaisuus on kyky "palautua" käytön aikana, millä on positiivinen vaikutus niiden käyttöjakson kestoon. Tällaisilla galvaanisilla kennoilla on alhaiset kustannukset, mutta pieni teho. Kun lämpötila laskee, ne vähentävät tehokkuuttaan, ja kun se nousee, elektrolyytti kuivuu vähitellen.
Emäksissä käytetään alkaliliuosta, joten niitä on melko paljonsovellukset.
Litiumkennoissa aktiivinen metalli toimii anodina, millä on positiivinen vaikutus käyttöikään. Litiumilla on negatiivinen elektrodipotentiaali, joten pienillä mitoilla tällaisilla elementeillä on suurin nimellisjännite. Tällaisten järjestelmien haittojen joukossa on korkea hinta. Litiumvirtalähteiden avaaminen on räjähtävää.
Johtopäätös
Kaiken galvaanisen kennon toimintaperiaate perustuu katodilla ja anodilla tapahtuviin redox-prosesseihin. Käytetystä metallista, valitusta elektrolyyttiliuoksesta, elementin käyttöiästä sekä nimellisjännitteen arvosta riippuen muuttuvat. Tällä hetkellä kysyntää ovat litium, kadmium galvaaniset kennot, joilla on melko pitkä käyttöikä.
