ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ – источник электрического тока, в котором вследствие электрохимической реакции выделяется электрическая энергия. Состоит из отрицательных (чаще из цинка) и положительных (из меди, угля или окиси металла) электродов, погруженных в жидкий или пастообразный раствор электролита.

Между электродом и электролитом всегда возникает некоторая разность потенциалов, зависящая от электрода и состава электролита. Появление электродного потенциала объясняется тем, что вещество электрода под воздействием химической энергии растворяется в электролите и положительные ионы переходят в электролит.

Преобладание положительных и отрицательных зарядов на электроде в прилегающем к нему пограничном слое вызывает появление двойного электрического слоя и электрического поля на границе электрода.

Электрические силы поля противодействуют переходу положительных ионов с электрода в раствор, уравновешивая химические силы растворения электрода. Возникает электродный потенциал.

Если поместить в электролит два электрода из разных металлов, дающих положительные заряды ионов, между ними возникает разность потенциалов, а, следовательно, в замкнутой цепи потечет электрический ток.

Гальванические элементы иногда называются первичными.

Элемент Вольта состоит из погруженного в водный раствор серной кислоты отрицательного заряда – катода (из цинка) и положительного – анода (из меди). ЭДС элемента составляет 1,1 В. Если элемент замкнуть на сопротивление нагрузки, в цепи возникает электрический ток.

Отрицательные ионы SO4 и положительные – Zn сближаются. Соединяясь, они образуют молекулы цинкового купороса ZnSO4. Одновременно, положительные ионы водорода отнимают у анода электроны и превращаются в нейтральные атомы водорода, которые, покрывая тонким слоем анод, вызывают увеличение внутреннего сопротивления элемента и уменьшение его ЭДС. Это явление называется поляризацией.

Водородный слой у анода устраняется при помощи деполяризаторов – веществ, легко отдающих кислород (например, перекись марганца). Деполяризаторы, соединяясь с водородом, образуют воду.

В батареях используются сухие и наливные марганцево-цинковые элементы. Конструктивно они подразделяются на стаканчиковые и галетные.

В элементе стаканчиковой конструкции цинковый электрод имеет форму стакана, внутри которого расположен положительный электрод – угольный стержень. Он окружен деполяризатором из двуокиси марганца, графита и саржи. Цинковый стакан заполняется электролитом – водным раствором хлористого аммония (нашатыря) с добавлением крахмала в качестве загустителя.

ЭДС элемента равна 1,5 В; основные характеристики – номинальный разрядный ток, соответствующий наибольшему току при длительной эксплуатации элемента, и емкость элемента, показывающая количество электричества в ампер-часах, которое можно получить за все время его работы.

Схема движения заряженных частиц при работе медно -цинкового гальванического элемента.

Словарь Бензаря






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.