Elektrokemiske celler: princippet om handling og sort

I dag er de galvaniske celler er blandt de mest almindelige kemiske strømkilder. På trods af deres mangler, de er meget udbredt i elektrisk og konstant forbedret.

virkemåde

Den enkleste eksempel på driften af den elektrokemiske celle er som følger. I en glaskrukke med en vandig svovlsyreopløsning blev nedsænket to plader: en - kobber, den anden - zink. De er de positive og negative poler i cellen. Hvis disse poler til at forbinde dirigent at få en simpel elektrisk kredsløb. Inde i cellen løbende vil strømme fra zink plade med en negativ ladning til kobber, ladet positivt. I den ydre kæde bevægelse af ladede partikler vil forekomme i den modsatte retning.

Under indvirkning af en strøm af hydrogenioner og sur rest af svovlsyre vil bevæge sig i forskellige retninger. Hydrogen vil opgive deres ladninger kobberplade og syreresten - zink. Så spændingen vil blive fastholdt på terminaler elementet. Samtidig på overfladen af kobberpladen vil afvikle hydrogenbobler, som vil svække effekten af den elektrokemiske celle. Hydrogen skaber sammen med metalpladerne yderligere stress, som kaldes en elektromotorisk kraft polarisering. opladning retning modsat retningen af den elektromotoriske kraft EMF ladning af den elektrokemiske celle. Bobler selv skaber yderligere modstand element.

Vi anser de elementer - dette er et klassisk eksempel. I virkeligheden har disse celler simpelthen ikke anvendes på grund af den høje polarisering. At det ikke forekommer i fremstillingen af elementer i sin sammensætning indgives særlige stof, som absorberer hydrogenatomer, som kaldes depolarisator. Typisk er denne lægemidler indeholdende oxygen eller chlor.

Fordele og ulemper ved moderne elektrokemiske celler

Moderne elektrokemiske celler er fremstillet af forskellige materialer. Den mest almindelige og velkendte type, - en zink-kul-elementer, der anvendes i lommelygte batterier. Disse fordele omfatter relativt lave omkostninger, til minusser - en lille holdbarhed og lavt strømforbrug.

En mere praktisk mulighed - det er alkalisk celle. De kaldes også zink-mangan. Her er elektrolytten ikke et tørt materiale, såsom kul, og en alkalisk opløsning. Udleder sådanne elementer i det væsentlige ikke afgiver gas, hvorved de kan gøres lufttæt. Holdbarheden af disse elementer er højere end zink-carbon.

Kviksølv dele med samme struktur alkalisk. Der er brugt kviksølv oxid. Sådanne strømkilder anvendes, fx til medicinsk udstyr. Deres fordel - modstandsdygtighed over for høje temperaturer (op til 50, og i nogle modeller op til 70 C?), Spænding stabilitet, høj mekanisk styrke. Ulempe - toksiske egenskaber kviksølv, på grund af hvilken udstødning-life elementer skal håndteres meget forsigtigt og sendes til genbrug.

I nogle af de elementer, der anvendes til fremstilling af sølv oxidkatoder, men på grund af den høje pris på metal bruge dem økonomisk ufordelagtig. Mere almindelige elementer med lithium anoder. De har også en høj værdi, men har den største effekt af alle de ovennævnte typer af elektrokemiske celler.

En anden type af battericeller - en cellekoncentration. De partikelbevægelse proces kan fortsætte med overførsel og nogen overførsel af ioner. Den første type - er et element, hvor to identiske elektrode nedsænket i elektrolytopløsninger af forskellig koncentration adskilt af en semipermeabel membran. I sådanne elementer EMF skyldes det forhold, at ionerne overføres til en opløsning med en lavere koncentration. Elementerne i den anden type af elektroder fremstillet af forskellige metaller, og koncentrationen er justeret gennem kemiske processer, som forekommer ved hver af elektroderne. Den elektromotoriske kraft af disse elementer er højere end den af elementerne af den første type.