Na zostavenie schémy galvanického článku je potrebné pochopiť princíp jeho činnosti, konštrukčné vlastnosti.
Spotrebitelia zriedka venujú pozornosť batériám a batériám, zatiaľ čo tieto zdroje energie sú najžiadanejšie.
Chemické zdroje prúdu
Čo je galvanický článok? Jeho obvod je založený na elektrolyte. Zariadenie obsahuje malú nádobu, kde sa nachádza elektrolyt, adsorbovaný materiálom separátora. Okrem toho schéma dvoch galvanických článkov predpokladá prítomnosť katódy a anódy. Ako sa volá takýto galvanický článok? Schéma spájajúca dva kovy naznačuje redoxnú reakciu.
Najjednoduchší galvanický článok
Znamená to prítomnosť dvoch dosiek alebo tyčí vyrobených z rôznych kovov, ktoré sú ponorené do silného roztoku elektrolytu. Počas prevádzky tohto galvanického článku prebieha na anóde oxidačný proces spojený s návratom elektrónov.
Na katóde - regenerácia, sprevádzanáakceptovanie negatívnych častíc. Dochádza k prenosu elektrónov cez vonkajší okruh do oxidačného činidla z redukčného činidla.
Príklad galvanického článku
Na vytvorenie elektronických obvodov galvanických článkov je potrebné poznať hodnotu ich štandardného elektródového potenciálu. Poďme analyzovať variant meď-zinkového galvanického článku, ktorý funguje na základe energie uvoľnenej počas interakcie síranu meďnatého so zinkom.
Tento galvanický článok, ktorého schéma bude uvedená nižšie, sa nazýva Jacobi-Danielov článok. Jeho súčasťou je medená platnička, ktorá je ponorená v roztoku síranu meďnatého (medená elektróda) a taktiež pozostáva zo zinkovej platne, ktorá je v roztoku svojho síranu (zinková elektróda). Roztoky sú vo vzájomnom kontakte, ale aby sa zabránilo ich zmiešaniu, prvok používa prepážku z porézneho materiálu.
Princíp fungovania
Ako funguje galvanický článok, ktorého obvod je Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Počas jeho činnosti, keď je elektrický obvod uzavretý, dochádza k procesu oxidácie kovového zinku.
Na jeho kontaktnom povrchu s roztokom soli je pozorovaná premena atómov na katióny Zn2+. Proces je sprevádzaný uvoľňovaním „voľných“elektrónov, ktoré sa pohybujú po vonkajšom okruhu.
Reakciu prebiehajúcu na zinkovej elektróde možno znázorniť takto:
Zn=Zn2+ + 2e-
Obnoveniekovových katiónov sa vykonáva na medenej elektróde. Negatívne častice, ktoré sem vstupujú zo zinkovej elektródy, sa spájajú s katiónmi medi a ukladajú ich vo forme kovu. Tento proces je nasledovný:
Cu2+ + 2e-=Cu
Ak spočítame dve reakcie diskutované vyššie, dostaneme súhrnnú rovnicu, ktorá popisuje činnosť zinkovo-medeného galvanického článku.
Zinková elektróda funguje ako anóda, medená ako katóda. Moderné galvanické články a batérie vyžadujú použitie jediného roztoku elektrolytu, čo rozširuje rozsah ich použitia, robí ich obsluhu pohodlnejšou a pohodlnejšou.
Rôzne galvanické články
Najbežnejšie sú uhlíkovo-zinkové prvky. Používajú pasívny uhlíkový zberač prúdu v kontakte s anódou, ktorým je oxid mangánu (4). Elektrolytom je chlorid amónny, aplikovaný ako pasta.
Nešíri sa, preto sa samotný galvanický článok nazýva suchý. Jeho vlastnosťou je schopnosť „obnoviť sa“počas prevádzky, čo má pozitívny vplyv na trvanie ich prevádzkového obdobia. Takéto galvanické články majú nízku cenu, ale nízky výkon. Pri poklese teploty znižujú svoju účinnosť a keď stúpa, elektrolyt postupne vysychá.
Alkalické prvky zahŕňajú použitie alkalického roztoku, takže majú pomerne veľaaplikácie.
V lítiových článkoch pôsobí aktívny kov ako anóda, čo má pozitívny vplyv na životnosť. Lítium má záporný elektródový potenciál, preto pri malých rozmeroch majú takéto prvky maximálne menovité napätie. Medzi nevýhody takýchto systémov patrí vysoká cena. Otváranie lítiových zdrojov energie je výbušné.
Záver
Princíp činnosti akéhokoľvek galvanického článku je založený na redoxných procesoch prebiehajúcich na katóde a anóde. V závislosti od použitého kovu, zvoleného roztoku elektrolytu sa mení životnosť prvku, ako aj hodnota menovitého napätia. V súčasnosti sú žiadané lítiové, kadmiové galvanické články, ktoré majú pomerne dlhú životnosť.
