Гальванічныя элементы: прынцып дзеяння і разнавіднасці

Сёння гальванічныя элементы з'яўляюцца аднымі з найбольш распаўсюджаных хімічных крыніц току. Нягледзячы на іх недахопы, яны актыўна выкарыстоўваюцца ў электратэхніцы і пастаянна ўдасканальваюцца.

Прынцып дзеяння

Найбольш просты прыклад працы гальванічнага элемента выглядае так. У шкляны слоік з водным растворам сернай кіслаты апускаюць дзве пласціны: адна – медная, другая – цынкавая. Яны становяцца станоўчым і адмоўным полюсамі элемента. Калі гэтыя полюса злучыць правадыром, атрымаецца найпростая электрычная ланцуг. Ўнутры элемента ток будзе цячы ад цынкавай пласціны, якая мае адмоўны зарад, да меднай, станоўча зараджанай. У знешняй ланцугу рух зараджаных часціц будзе адбывацца ў зваротным кірунку.

Пад дзеяннем току іёны вадароду і кіслотнага астатку сернай кіслаты будуць рухацца ў розных напрамках. Вадарод будзе аддаваць свае зарады меднай пласціне, а кіслотны астатак – цынкавай. Так на зацісках элемента будзе падтрымлівацца напружанне. У той жа час на паверхні меднай пласціны будуць асядаць бурбалкі вадароду, які будзе аслабляць дзеянне гальванічнага элемента. Вадарод стварае разам з металам пласціны дадатковае напружанне, якое называецца электрарухаючая сілай палярызацыі. Кірунак зарада гэтай ЭРС процілегла кірунку зарада ЭРС гальванічнага элемента. Самі ж бурбалкі ствараюць дадатковае супраціў у элеменце.

Разгледжаны намі элемент – гэта класічны прыклад. У рэальнасці падобныя гальванічныя элементы проста не выкарыстоўваюцца з-за вялікі палярызацыі. Каб яна не адбывалася, пры вырабе элементаў у іх склад ўводзяць адмысловае рэчыва, паглынальнае атамы вадароду, якое называецца деполяризатором. Як правіла, гэта прэпараты, якія змяшчаюць кісларод або хлор.

Больш:

Арабскія краіны. Палестына, Іарданія, Ірак

Сучасны свет ўмоўна падзяляецца на некалькі частак, характарызавальных якімі-небудзь асаблівасцямі. Заходняя і усходняя, еўрапейская і арабская культуры маюць сваю геапалітычную «прывязку». Сёння пад тэрмінам «арабскія краіны»...

Закон Гука

 ці Многія з нас задумваліся, якім дзіўным чынам паводзяць сябе прадметы пры ўздзеянні на іх? Напрыклад, чаму тканіна, калі мы расцягвае яе ў розныя бакі, можа доўга цягнуцца, а ў адзін момант раптам парвацца? І чаму той жа самы эксперымент куды...

Вялікая Кастрычніцкая рэвалюцыя

 Вялікая Кастрычніцкая рэвалюцыя ўяўляе сабой адзін з этапаў рускай рэвалюцыі, які адбыўся ў 1917 годзе, з прычыны чаго быў распушчаны Часовы ўрад (УП), а да ўлады прыйшлі бальшавікі (РСДРП, левыя эсэры, меншавікі і анархісты). Старое ўрад быў з...

Перавагі і недахопы сучасных гальванічных элементаў

Сучасныя гальванічныя элементы вырабляюцца з розных матэрыялаў. Найбольш распаўсюджаны і знаёмы нам тып – гэта вугальна-цынкавыя элементы, якія прымяняюцца ў пальчыкавых батарэйках. Да іх плюсаў можна аднесці адносную таннасць, да мінусаў – невялікі тэрмін захоўвання і невысокую магутнасць.

Больш зручны варыянт – гэта шчолачныя гальванічныя элементы. Іх яшчэ называюць марганцево-цынкавых. Тут электралітам служыць не сухое рэчыва тыпу вугалю, а шчолачны раствор. Разряжаясь, такія элементы практычна не вылучаюць газ, дзякуючы чаму іх можна вырабляць герметычнымі. Тэрмін захоўвання такіх элементаў вышэй, чым вугальна-цынкавых.

Ртутныя элементы падобныя па сваёй канструкцыі на шчолачныя. Тут ужываюць аксід ртуці. Такія крыніцы току выкарыстоўваюць, напрыклад, для медыцынскай апаратуры. Іх перавагі – ўстойлівасць да высокіх тэмператур (да +50, а ў некаторых мадэлях да +70 С), стабільнае напружанне, высокая механічная трываласць. Недахоп – таксічныя ўласцівасці ртуці, з-за якіх з адпрацавалі свой тэрмін элементамі трэба звяртацца вельмі асцярожна і адпраўляць на перапрацоўку.

У некаторых элементах ўжываюць аксід срэбра для вырабу катодаў, але з-за дарагоўлі металу іх выкарыстанне эканамічна нявыгадна. Больш распаўсюджаныя элементы з литиевыми анодами. Яны таксама адрозніваюцца высокай коштам, але маюць найбольшую напружанне сярод усіх разгледжаных тыпаў гальванічных элементаў.

Яшчэ адзін тып гальванічных элементаў – гэта канцэнтрацыйныя гальванічныя элементы. У іх працэс руху часціц можа працякаць з пераносам і без пераносу іёнаў. Першы тып – гэта элемент, у якім два аднолькавых электрода апускаюцца ў растворы электраліта рознай канцэнтрацыі, падзеленыя полупроницаемой перагародкай. У такіх элементах ЭРС ўзнікае дзякуючы таму, што іёны пераносяцца ў раствор з меншай канцэнтрацыяй. У элементах другога тыпу электроды зробленыя з розных металаў, а канцэнтрацыя выраўноўваецца за кошт хімічных працэсаў, якія адбываюцца на кожным з электродаў. Электрарухаючая сіла у гэтых элементаў вышэй, чым у элементаў першага тыпу.