Галваничен елемент

• Галваничният елемент е химичен източник ...

История

• През 1780 г. Луиджи Галвани открил, че когато два различни метала – например мед и цинк, бъдат допрени и след това с тях се докоснат едновременно различни участъци от нерва на крак от жаба, той се свива.

• Галваничен елемент може да се конструира...

• Галваничен елемент може да се конструира в един или два съда от инертен материал (стъкло, керамика, пластмаса). Ако съдът е само един, то тогава по средата се поставя пореста преграда, която го разделя на два полуелемента. Ако съдовете са два – съответно и полуелементите са два, между тях се използва солеви мост, който да ги свързва. Солевият мост е тръбичка изпълнена с разтвoрена сол – електролит (NaCl, KCl, NH4NO3). Електролитът не изтича, защото е ограничен с порести прегради или желатиноподобни вещества.В полуелементите се налива разтвор на електролит.

Един от първите галванични елементи е елементът на Даниел-Якоби. Той се състои от стъклен съд, разделен на две половини от пореста преграда. В едната част на съда се съдържа разтвор на CuSO4. 5H2O, (син камък) в който е потопен меден електрод. Той е положителният електрод (катодът – виж предната точка) на галваничния елемент. В другата половина на съда се налива разтвор на ZnSO4 и се потапя цинков електрод. Той е отрицателния електрод (анодът) на елемента. Двата електрода се наричат полюси.

Един от първите галванични елементи...

Металите на двата електрода се разтварят в електролита с различна скорост като при това електродите се зареждат електрически, но до различна степен. Това поражда различен потенциал върху двата електрода и ако те бъдат съединени директно или с проводник, протича електрически ток.

• На двата електрода се извършват съответно окисление и редукция по реакциите:

• сумарно:

• електрическият потенциал е:

Вследствие тези реакции йони от цинка на анода се отделят в електролита, а върху катода се отделя мед от синия камък. По този начин анодът постепенно се консумира или корозира, а синият камък отделя съдържащата се в него мед. Ако нямаше пореста преграда, медта щеше да се отдели върху цинка до пълното му помедняване и напрежение нямаше да има.

Вследствие тези реакции йони от цинка ...

Въглерод-цинковият елемент

Въглерод-цинковият елемент е създаден през 1866 г. от Лекланше. Положителният полюс е от въглерод, покрит с манганов диоксид (MnO2), а отрицателният – от цинк. Електролитът е нишадър (NH4Cl), който обикновено се пропива в пясък. При работа с елемента се извършват обикновено процесите:

Живачният галваничен елемент

Има цинкова амалгама на отрицателния полюс, а положителният полюс е от живачен(II) оксид. Електролитът е концентрирана калиева основа (КОН). При работа с елемента протичат процесите:

Алкално-мангановия галваничен елемент

• Окислително-редукционният процес е взаимодействието на цинка с манганов диоксид:

Zn + 2MnO2 → ZnO + Mn2O3

• Тук обаче условията за взаимодействие и крайните продукти са различни от елемента на Лекланше. Електролит е калиева основа (КОН), а положителният полюс – пресован графит и MnO2.
• На електродите се извършват процесите: