Per disegnare uno schema di una cella galvanica, è necessario comprendere il principio della sua azione, le caratteristiche strutturali.
I consumatori raramente prestano attenzione alle batterie e alle batterie, mentre queste fonti di alimentazione sono le più richieste.
Sorgenti di corrente chimica
Cos'è una cella galvanica? Il suo circuito è basato su un elettrolita. Il dispositivo comprende un piccolo contenitore in cui si trova l'elettrolita, adsorbito dal materiale separatore. Inoltre, lo schema delle due celle galvaniche presuppone la presenza di un catodo e di un anodo. Qual è il nome di una tale cellula galvanica? Lo schema che collega due metalli insieme suggerisce una reazione redox.
La cella galvanica più semplice
Implica la presenza di due piastre o bacchette di metalli diversi, che sono immerse in una forte soluzione elettrolitica. Durante il funzionamento di questa cella galvanica si realizza un processo di ossidazione sull'anodo, associato al ritorno degli elettroni.
Al catodo - recupero, accompagnato daaccettazione di particelle negative. C'è un trasferimento di elettroni attraverso il circuito esterno all'ossidante dall'agente riducente.
Un esempio di cella galvanica
Per realizzare circuiti elettronici di celle galvaniche, è necessario conoscere il valore del loro potenziale elettrodo standard. Analizziamo una variante di una cella galvanica rame-zinco che opera sulla base dell'energia rilasciata durante l'interazione del solfato di rame con lo zinco.
Questa cella galvanica, il cui schema sarà riportato di seguito, è chiamata cella Jacobi-Daniel. Comprende una lastra di rame, che è immersa in una soluzione di solfato di rame (elettrodo di rame), ed è anche costituita da una lastra di zinco, che è in una soluzione del suo solfato (elettrodo di zinco). Le soluzioni sono a contatto tra loro, ma per evitare che si mescolino, l'elemento utilizza una partizione in materiale poroso.
Principio di funzionamento
Come funziona una cella galvanica il cui circuito è Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Durante il suo funzionamento, quando il circuito elettrico è chiuso, avviene il processo di ossidazione dello zinco metallico.
Sulla sua superficie di contatto con una soluzione salina si osserva la trasformazione degli atomi in cationi Zn2+. Il processo è accompagnato dal rilascio di elettroni "liberi", che si muovono lungo il circuito esterno.
La reazione che avviene sull'elettrodo di zinco può essere rappresentata come segue:
Zn=Zn2+ + 2e-
Recuperocationi metallici viene effettuato su un elettrodo di rame. Le particelle negative che entrano qui dall'elettrodo di zinco si combinano con i cationi di rame, depositandoli sotto forma di metallo. Questo processo è il seguente:
Cu2+ + 2e-=Cu
Se aggiungiamo le due reazioni discusse sopra, otteniamo un'equazione totale che descrive il funzionamento di una cella galvanica zinco-rame.
L'elettrodo di zinco funge da anodo, il rame funge da catodo. Le moderne celle e batterie galvaniche richiedono l'uso di un'unica soluzione elettrolitica, che amplia l'ambito della loro applicazione, rende il loro funzionamento più comodo e conveniente.
Varietà di cellule galvaniche
I più comuni sono gli elementi carbonio-zinco. Usano un collettore di corrente di carbonio passivo a contatto con l'anodo, che è ossido di manganese (4). L'elettrolita è cloruro di ammonio, applicato come una pasta.
Non si diffonde, quindi la cella galvanica stessa è chiamata secca. La sua caratteristica è la capacità di "recuperare" durante il funzionamento, che ha un effetto positivo sulla durata del loro periodo operativo. Tali celle galvaniche hanno un basso costo, ma una bassa potenza. Quando la temperatura scende, riducono la loro efficienza e quando aumenta, l'elettrolito si asciuga gradualmente.
Gli elementi alcalini implicano l'uso di una soluzione alcalina, quindi ne contengono parecchioapplicazioni.
Nelle celle al litio, un metallo attivo funge da anodo, il che ha un effetto positivo sulla durata. Il litio ha un potenziale di elettrodo negativo, quindi, con dimensioni ridotte, tali elementi hanno una tensione nominale massima. Tra gli svantaggi di tali sistemi c'è il prezzo elevato. L'apertura di fonti di alimentazione al litio è esplosiva.
Conclusione
Il principio di funzionamento di qualsiasi cella galvanica si basa sui processi redox che si verificano al catodo e all'anodo. A seconda del metallo utilizzato, della soluzione elettrolitica selezionata, della durata dell'elemento cambia, nonché del valore della tensione nominale. Attualmente sono richieste celle galvaniche al litio e cadmio, che hanno una durata di servizio abbastanza lunga.
