Rusiya Federasiyasının Təhsil və Elm Nazirliyi
Milli Tədqiqat Nüvə Universiteti MEPhI
Balakovo Mühəndislik və Texnologiya İnstitutu
QALVAN HELLƏRİ
Təlimatlar
"Kimya" kursu üzrə
təhsilin bütün formaları
Balakovo 2014
İşin məqsədi: iş prinsipini öyrənmək qalvanik hüceyrələr.
ƏSAS KONSEPSİYALAR
İNTERFASDA ELEKTROKİMYƏSİ PROSESLƏR
Metalların kristal qəfəslərinin düyünlərində atomların ionları yerləşir. Bir metal məhlula batırıldıqda, səth metal ionlarının qütb həlledici molekulları ilə kompleks qarşılıqlı təsiri başlayır. Nəticədə metal oksidləşir və onun hidratlı (solvatlaşdırılmış) ionları məhlula daxil olur və metalda elektronlar qalır:
Mən + m H 2 O Mən (H 2 O) 
+yox
Metal mənfi, məhlul isə müsbət yüklüdür. İçinə keçənlər arasında elektrostatik cazibə var hidratlanmış kationlar və metal səthi ilə maye və metal-məhlul interfeysində müəyyən potensial fərqi ilə xarakterizə olunan ikiqat elektrik təbəqəsi əmələ gəlir - elektrod potensialı.
düyü. 1 Metal məhlul interfeysində ikiqat elektrik təbəqəsi
Bu reaksiya ilə yanaşı, əks reaksiya gedir - metal ionlarının atomlara azalması.
Mən(H2O) 
+ne 
Mən + m H 2 O -
Elektrod potensialının müəyyən bir dəyərində tarazlıq qurulur:
Mən + m H 2 O 
Mən(H2O) 
+yox
Sadəlik üçün su reaksiya tənliyinə daxil edilmir:
Mən 
Mən 2+ +ne-
Elektrod reaksiyasının tarazlığı şəraitində qurulan potensial tarazlıq elektrod potensialı adlanır.
QALVAN HELLƏRİ
Galvanik hüceyrələr- elektrik enerjisinin kimyəvi mənbələri. Onlar elektrolit məhlullarına batırılmış iki elektroddan (I tip keçiricilərdən) ibarət sistemlərdir (II tip keçiricilər).
Qalvanik elementlərdə elektrik enerjisi oksidləşmə reaksiyasının bir elektrodda, reduksiya reaksiyasının digərində ayrıca aparılması şərti ilə redoks prosesi hesabına əldə edilir. Məsələn, sink mis sulfat məhluluna batırıldıqda, sink oksidləşir və mis azalır.
Zn + CuSO 4 \u003d Cu + ZnSO 4
Zn 0 + Cu 2+ \u003d Cu 0 + Zn 2+
Bu reaksiyanı elə aparmaq olar ki, oksidləşmə və reduksiya prosesləri məkan baxımından ayrılsın; onda elektronların reduksiyaedicidən oksidləşdirici agentə ötürülməsi birbaşa deyil, elektrik dövrəsi vasitəsilə baş verəcəkdir. Əncirdə. 2-də Daniel-Jacobi qalvanik elementinin diaqramı göstərilir, elektrodlar duz məhlullarına batırılır və məhlullarla elektrik tarazlığı vəziyyətindədir. Sink, daha aktiv bir metal olaraq, məhlula misdən daha çox ion göndərir, bunun nəticəsində sink elektrodu, üzərində qalan elektronlar səbəbindən, misdən daha mənfi yüklənir. Məhlullar yalnız elektrik sahəsindəki ionları keçirə bilən bir hissə ilə ayrılır. Elektrodlar bir dirijor (mis tel) ilə bir-birinə bağlıdırsa, daha çox olduğu sink elektrodundan elektronlar xarici dövrədən misə axacaq. Davamlı elektron axını var - elektrik cərəyanı. Elektronların sink elektrodundan ayrılması nəticəsində Zn sink ionlar şəklində məhlula keçməyə başlayır, elektron itkisini kompensasiya edir və bununla da tarazlığı bərpa etməyə çalışır.
Oksidləşmənin baş verdiyi elektroda anod deyilir. Reduksiyanın baş verdiyi elektroda katod deyilir.
Anod (-) Katod (+)
düyü. 2. Qalvanik elementin diaqramı
Mis-sink elementinin işləməsi zamanı aşağıdakı proseslər baş verir:
1) anodik - sinkin oksidləşmə prosesi Zn 0 - 2e → Zn 2+;
2) katod - mis ionlarının Cu 2+ + 2e→Cu 0 reduksiya prosesi;
3) elektronların xarici dövrə boyunca hərəkəti;
4) məhlulda ionların hərəkəti.
Sol şüşədə SO 4 2- anion çatışmazlığı, sağ şüşədə isə artıqlıq var. Buna görə də işləyən qalvanik elementin daxili dövrəsində membran vasitəsilə sağ şüşədən sol şüşəyə SO 4 2- ionlarının hərəkəti baş verir.
Elektrod reaksiyalarını yekunlaşdıraraq əldə edirik:
Zn + Cu 2+ = Cu + Zn 2+
Elektrodlarda aşağıdakı reaksiyalar baş verir:
Zn+SO 4 2- →Zn 2+ +SO 4 2- + 2e(anod)
Cu 2+ + 2e + SO 4 2- → Cu + SO 4 2- (katod)
Zn + CuSO 4 → Cu + ZnSO 4 (ümumi reaksiya)
Qalvanik elementin diaqramı: (-) Zn/ZnSO 4 | |CuSO 4 /Cu(+)
və ya ion şəklində: (-) Zn/Zn 2+ | | Cu 2+ /Cu (+), burada şaquli çubuq metal və məhlul arasındakı interfeysi və iki xətt - iki maye faza arasındakı interfeysi - məsaməli arakəsməni (və ya elektrolit məhlulu ilə doldurulmuş birləşdirici boru) göstərir.
Bir mol maddənin çevrilməsi zamanı maksimum elektrik işi (W):
W=nF 
E, (1)
burada ∆E qalvanik elementin elektrohərəkətverici qüvvəsidir;
F Faraday nömrəsidir, 96500 C-yə bərabərdir;
n metal ionunun yüküdür.
Qalvanik elementin elektromotor qüvvəsi qalvanik elementi təşkil edən elektrodlar arasındakı potensial fərq kimi hesablana bilər:
EMF \u003d E oksidi. - E bərpa \u003d E k - E a,
burada EMF elektromotor qüvvədir;
E oksidləşdi. az aktiv metalın elektrod potensialıdır;
E bərpa - daha aktiv metalın elektrod potensialı.
METALLARIN STANDART ELEKTROD POTENSİALLARI
Metalların elektrod potensiallarının mütləq dəyərləri birbaşa təyin edilə bilməz, lakin elektrod potensiallarındakı fərq müəyyən edilə bilər. Bunun üçün ölçülmüş elektrod ilə potensialı məlum olan elektrod arasındakı potensial fərqi tapın. Ən çox istifadə olunan istinad elektrodu hidrogen elektrodudur. Buna görə də, elektrod potensialının sıfır olduğu qəbul edilən tədqiq edilmiş və standart hidrogen elektrodundan ibarət qalvanik elementin EMF ölçülür. Metalın potensialını ölçmək üçün qalvanik elementlərin sxemləri aşağıdakılardır:
H 2, Pt|H + || Mən n + |Mən
Hidrogen elektrodunun potensialı şərti olaraq sıfıra bərabər olduğundan, ölçülmüş elementin EMF metalın elektrod potensialına bərabər olacaqdır.
Metalın standart elektrod potensialı elektrod potensialı adlanır ki, bu da bir metalın konsentrasiyası (və ya aktivliyi) 1 mol / l-ə bərabər olan öz ionunun məhluluna batırılması zamanı yaranır, standart şərtlərdə, standart hidrogen elektrodu ilə müqayisədə ölçülür, potensialı 25 0 C-də şərti olaraq sıfıra bərabər qəbul edilir. Standart elektrod potensialları (E°) artdıqca metalları ard-arda düzərək, sözdə gərginlik sırasını əldə edirik.
Me/Me n+ sisteminin potensialı nə qədər mənfi olarsa, metal bir o qədər aktivdir.
Otaq temperaturunda öz duzunun məhluluna batırılmış metalın elektrod potensialı oxşar ionların konsentrasiyasından asılıdır və Nernst düsturu ilə müəyyən edilir:
,
(2)
burada E 0 normal (standart) potensialdır, V;
R universal qaz sabitidir, 8,31 J (mol.K) bərabərdir;
F Faraday nömrəsidir;
T - mütləq temperatur, K;
C - məhluldakı metal ionlarının konsentrasiyası, mol/l.
R, F dəyərlərini, standart temperatur T = 298 0 K və təbii loqarifmlərdən (2.303) onluqlara çevirmə əmsalını əvəz edərək, istifadə üçün əlverişli bir düstur alırıq:
(3)
QALVANİK Elementlər
Galvanik elementlər eyni elektrolitin məhlullarına batırılmış, lakin müxtəlif konsentrasiyalı iki tamamilə eyni elektroddan ibarət ola bilər. Belə elementlərə konsentrasiya deyilir, məsələn:
(-) Ag | AgNO 3 || AgNO3 | Ag(+)
Hər iki elektrod üçün konsentrasiya dövrələrində n və E 0 dəyərləri eynidır, buna görə də belə bir elementin EMF hesablanması üçün istifadə edilə bilər.
, (4)
burada C 1 daha seyreltilmiş məhlulda elektrolit konsentrasiyasıdır;
C 2 - daha konsentratlı bir həlldə elektrolit konsentrasiyası
ELEKTROD QÜTBƏLƏŞMƏSİ
Elektrodların tarazlıq potensialları dövrədə cərəyan olmadıqda müəyyən edilə bilər. Qütbləşmə- keçid zamanı elektrodun potensialının dəyişməsi elektrik cərəyanı.
E = E i - E p , (5)
burada E - polarizasiya;
E i - elektrik cərəyanının keçməsi zamanı elektrod potensialı;
E p - tarazlıq potensialı. Polarizasiya katodik E K (katodda) və anod E A (anodda) ola bilər.
Qütbləşmə ola bilər: 1) elektrokimyəvi; 2) kimyəvi.
TƏHLÜKƏSİZLİK TƏLƏBLƏRİ
1. Xoşagəlməz qoxulu və zəhərli maddələrlə təcrübələr qaz qapaqlarında aparılmalıdır.
2. Yaranan qazı qoxudan tanıyarkən, əl hərəkətləri ilə reaktivi gəmidən özünüzə doğru yönəldin.
3. Təcrübəni yerinə yetirərkən reagentlərin üzünə, paltarına və yaxınlıqdakı yoldaşın üzərinə düşməməsini təmin etmək lazımdır.
4. Mayeləri, xüsusilə turşuları və qələviləri qızdırarkən borunu ağzı sizdən uzaq tutun.
5. Kükürd turşusunu sulandırarkən turşuya su əlavə etmək olmaz, turşu ehtiyatla, kiçik hissələrə tökmək lazımdır. soyuq su məhlulu qarışdırarkən.
6. İşi bitirdikdən sonra əllərinizi yaxşıca yuyun.
7. Turşuların və qələvilərin tullantı məhlullarını xüsusi hazırlanmış qablara tökmək tövsiyə olunur.
8. Bütün reagent şüşələri müvafiq tıxaclarla bağlanmalıdır.
9. İşdən sonra qalan reagentləri reagent şüşələrinə tökmək və ya tökmək olmaz (çirklənməmək üçün).
İş sifarişi
Məşq 1
METALLARIN FƏALİYYƏTİNİN ÖDƏNİLMƏSİ
Alətlər və reagentlər: sink, dənəvər; mis sulfat CuSO 4, 0,1 N məhlulu; sınaq boruları.
Bir parça dənəvər sink mis sulfatın 0,1 N məhluluna batırın. Onu ştativdə hərəkətsiz vəziyyətdə qoyun və baş verənlərə baxın. Reaksiya üçün tənlik yazın. Növbəti təcrübə üçün hansı metalın anod, hansının isə katod kimi götürülə biləcəyi barədə nəticə çıxarın.
Tapşırıq 2
QALVAN HÜCRE
Alətlər və reagentlər: Zn, Cu-metallar; sink sulfat, ZnSO 4, 1 M məhlulu; mis sulfat CuSO 4, 1 M məhlulu; kalium xlorid KCl, konsentratlı məhlul; qalvanometr; eynək; U boru, pambıq.
Bir şüşəyə anod olan metalın 1 M duz məhlulunun ¾ həcminə qədər, digərinə isə eyni həcmdə katod olan metalın 1 M duz məhlulu tökün. U borusunu konsentratlaşdırılmış KCl məhlulu ilə doldurun. Borunun uclarını sıx pambıq yun parçaları ilə bağlayın və hazırlanmış məhlullara batırılmaları üçün onları hər iki stəkana endirin. Bir şüşədə metal-anod plitəsini, digərində metal-katod plitəsini aşağı salın; qalvanik elementi qalvanometrlə quraşdırın. Dövrəni bağlayın və galvanometrdə cərəyanın istiqamətini qeyd edin.
Qalvanik elementin diaqramını çəkin.
Verilmiş qalvanik elementin anod və katodunda baş verən reaksiyaların elektron tənliklərini yazın. EMF hesablayın.
Tapşırıq 3
MÜƏYYƏNLƏNİLƏN LƏŞƏKLƏRDƏN ANODUN MÜƏYYƏNDİRİLMƏSİ
Alətlər və reagentlər: Zn, Cu, Fe, Al - metallar; sink sulfat, ZnSO 4, 1 M məhlulu; mis sulfat CuSO 4, 1 M məhlulu; alüminium sulfat Al 2 (SO 4) 3 1 M məhlulu; dəmir sulfat FeSO 4, 1 M məhlulu; kalium xlorid KCl, konsentratlı məhlul; eynək; U boru, pambıq.
Galvanik cütləri düzəldin:
Zn/ZnSO 4 ||FeSO 4 /Fe
Zn/ZnSO 4 || CuSO4 / Cu
Əl/Al 2 (SO 4) 3 || ZnSO 4 /Zn
Göstərilən lövhələr dəstindən və bu metalların duzlarının məhlullarından sinkin katod olacağı bir qalvanik elementi yığın (tapşırıq 2).
Yığılmış qalvanik elementin anod və katodunda baş verən reaksiyalar üçün elektron tənliklər qurun.
Bu qalvanik elementin fəaliyyətinin əsasını təşkil edən redoks reaksiyasını yazın. EMF hesablayın.
HESABAT DİZAYNI
Laboratoriya jurnalı laboratoriya dərsləri zamanı iş yerinə yetirildiyi üçün doldurulur və aşağıdakıları ehtiva edir:
işin başa çatma tarixi;
ad laboratoriya işi və onun nömrəsi;
eksperimentin adı və onun aparılmasının məqsədi;
müşahidələr, reaksiya tənlikləri, alət sxemi;
mövzu ilə bağlı nəzarət sualları və tapşırıqlar.
NƏZARƏT VƏZİFƏLƏRİ
1. Aşağıdakı reaksiyalardan hansı mümkündür? Reaksiya tənliklərini molekulyar formada yazın, onlar üçün elektron tənliklər qurun:
Zn(NO 3) 2 + Cu →
Zn(NO 3) 2 + Mg →
2. Normal hidrogen elektrodu ilə qoşalaşmış Al/Al 3+ ,Cu/Cu 2+ normal elektrod potensiallarını təyin etmək üçün qalvanik elementlərin diaqramını çəkin.
3. Qalvanik elementin EMF-ni hesablayın
Zn/ZnSO 4 (1M)| |CuSO 4 (2M)
Hansı kimyəvi proseslər bu elementin işləməsi zamanı axın?
4. Kimyəvi cəhətdən təmiz sink xlorid turşusu ilə çətin reaksiya verir. Qurğuşun nitrat turşuya əlavə edildikdə, hidrogenin qismən təkamülü baş verir. Bu hadisələri izah edin. Baş verən reaksiyalar üçün tənlikləri yazın.
5. Mis nikellə təmasdadır və seyreltilmiş sulfat turşusu məhluluna batırılır, anodda hansı proses gedir?
6. Tənliyə uyğun olaraq gedən reaksiyaya əsaslanan bir qalvanik hüceyrənin diaqramını çəkin: Ni + Pb (NO 3) 2 \u003d Ni (NO 3) 2 + Pb
7. Duz məhlulunda olan manqan elektrodu 1,2313 V potensiala malikdir. Mn 2+ ionlarının mol/l-də konsentrasiyasını hesablayın.
Laboratoriya işlərinə ayrılan vaxt
Ədəbiyyat
Əsas
1. Qlinka. ÜSTÜNDƏ. Ümumi kimya: dərslik. universitetlər üçün müavinət. - M.: İnteqral - Press, 2005. - 728 s.
2. Korjukov N. G. Ümumi və qeyri-üzvi kimya. – M.: MISIS;
İNFRA-M, 2004. - 512 s.
Əlavə
3. Frolov V.V. Kimya: dərslik. universitetlər üçün müavinət. - M .: Daha yüksək. məktəb, 2002. -
4. Korovin N.V. Ümumi kimya: texnika üçün dərslik. istiqamət və xüsusi universitetlər. - M .: Daha yüksək. məktəb, 2002.–559s.: illüstrasiya.
4. Axmatov N.S. Ümumi və qeyri-üzvi kimya: universitetlər üçün dərslik. - 4-cü nəşr, düzəldilmiş. - M .: Vyssh. məktəb, 2002. -743 s.
5. Qlinka N.A. Ümumi kimyadan tapşırıqlar və məşqlər. - M.: İnteqral-Press, 2001. - 240 s.
6. Metelsky A. V. Suallarda və cavablarda kimya: məlumat kitabçası. - Minsk: Bel.En., 2003. - 544 s.
qalvanik hüceyrələr
Təlimatlar
laboratoriya işi üçün
"Kimya" kursu üzrə
texniki sahələr və ixtisaslar tələbələri üçün,
"Ümumi və qeyri-üzvi kimya"
"Kimya texnologiyası" istiqaməti tələbələri üçün
təhsilin bütün formaları
Tərtib edən: Sinitsyna İrina Nikolaevna
Timoşina Nina Mixaylovna
Galvanik elementlər. Galvanik hüceyrələr istifadə edən əsas kimyəvi cərəyan mənbələridir (CPS). dönməz proseslər kimyəvi enerjinin elektrik enerjisinə çevrilməsi. Onlar kiçik və portativ radio avadanlıqları üçün DC enerji təchizatı kimi geniş istifadə olunur.
Paralel qoşulduqda hüceyrələr, batareyanın tutumu ona daxil olan hüceyrələrin tutumlarının cəminə bərabərdir və serial əlaqədə- ona daxil olan elementin ən kiçik tutumu.
Tutum elementi a - boşalma zamanı element tərəfindən ayrılan elektrik enerjisinin miqdarıdır və amper-saatla müəyyən edilir.
Manqan-sink elementləri və civə-sink elementləri geniş istifadə olunur.
Batareyalar. Batareyalar, galvanik elementlər kimi, kimyəvi enerjinin birbaşa elektrik enerjisinə çevrilməsi üçün cihazlardır. Qalvanik elementlərdən fərqli olaraq, batareyalar xarici elektrik enerjisi mənbəyindən yüklənərək qəbuledicilərə elektrik enerjisi çatdırmaqla öz iş qabiliyyətini bərpa edə bilir. Buna görə də, batareya bir müddət elektrik enerjisini toplamaq və saxlamaq qabiliyyətinə malik təkrar hərəkətli bir cihaz adlanır. İkinci dərəcəli kimyəvi cərəyan mənbəyidir. İçindəki kimyəvi enerji ehtiyatı xarici mənbədən yüklənmə zamanı yaranır. Akkumulyatorun doldurulması zamanı onun tərkibinə daxil olan materiallar elektrik enerjisinin buraxılması ilə bir-biri ilə kimyəvi reaksiyaya girə biləcək bir vəziyyətə çevrilir. Beləliklə, batareyalar doldurulduqda elektrik enerjisini saxlayır və boşaldıqda onu istehlak edir.
Batareyalar aşağıdakı əsas parametrlərlə xarakterizə olunur.
Batareyanın EMF E, plitələrin aktiv kütləsinin tərkibindən, elektrolitin temperaturundan və konsentrasiyasından (sıxlığından) asılıdır. Batareyanın EMF böyük bir giriş müqaviməti (1000 ohm / V-dən çox) olan bir voltmetr ilə ölçülür. Doldurulmuş və qismən boşalmış batareyanın EMF eyni ola biləcəyi üçün batareyanın boşalma dərəcəsini EMF dəyəri ilə qiymətləndirmək mümkün deyil.
Batareyanın gərginliyi yükün işə salınması ilə müsbət və mənfi plitələr arasındakı potensial fərqdir. Şarj edərkən gərginlik U Z \u003d E + I Z r 0 və boşaldıqda U P \u003d E - I R r 0,
burada I Z, I R - yük cərəyanları, A-da boşalma; r 0 batareyanın daxili müqavimətidir, Ohm (elektrodların dizaynı, elektrolitin sıxlığı, batareyanın boşalma dərəcəsi və ətraf mühitin temperaturu ilə müəyyən edilir).
Batareyanın nominal gücü, on saatlıq boşalma rejimi, sabit cərəyan və +25 ° C elektrolit temperaturu ilə verə biləcəyi Ah-da elektrik enerjisinin miqdarıdır. 10 saatlıq boşalma rejiminin cari dəyəri nominal tutumun (C 10) 10-a bölünməsinə bərabərdir.
Batareya qabiliyyəti öz-özünə boşalma, yəni. yük dövrəsi açıq olduqda onun tutumunu azaldır. Öz-özünə boşalmanın intensivliyi ətraf mühitin temperaturundan, elektrolit tərkibindən və elektrod materialından asılıdır.
Elektrolitin tərkibindən asılı olaraq batareyalar turşu və qələvi olur.
Turşu batareyaları. Korpusda (ebonit və ya plastikdən hazırlanmış) bloklara quraşdırılmış müsbət və mənfi elektrodlar yerləşdirilir. Müsbət boşqabın aktiv kütləsi qurğuşun dioksididir (PbO 2), mənfisi isə qurğuşundur (Pb). Elektrolit sulfat turşusunun sulu məhluludur. Turşu akkumulyatorunun nominal gərginliyi 2,0 V-dir. Doldurma zamanı gərginlik 2,6 - 2,8 V-a çatdırılır. Boşalmanın başlanğıcında gərginlik tez bir zamanda 2,2 V-a düşür. Yadda saxlamaq lazımdır ki, batareyanı boşaltmaq mümkün deyil. turşu batareyası 1,8 V-dan aşağıdır, çünki bu vəziyyətdə az həll olunur ağ örtük(batareyanın sulfatlaşması baş verir). Batareyanı sulfatlaşmadan qorumaq üçün batareyanın qalan gücündən asılı olmayaraq hər 30 gündən bir doldurulması tövsiyə olunur.
Turşu batareyalarının dezavantajları: qayğının mürəkkəbliyi və aşağı gücü, qısa dövrələrə və həddindən artıq yüklənmələrə qarşı həssaslığın artması, REU-nun içərisinə yerləşdirilə bilməz (buxarlanma hissələri korlayır).
Sənaye nominal gücü 36 ilə 5328 Ah arasında olan SK tipli turşu batareyaları istehsal edir, məsələn, SK-148 (əgər bu 148 rəqəmi 36 ilə vurularsa, nominal tutum 5328 Ah olacaqdır).
Qələvi batareyalar. Onlara qulluq etmək asandır, daha sürətli doldurula bilər (turşu olanlar üçün 10 - 12 saat əvəzinə 4 - 7 saat), onlara zərər vermədən REU-nun içərisinə yerləşdirilə bilər. Ən çox istifadə edilən qələvi batareyalar nikel-kadmium (NC), nikel-dəmir (NJ) və gümüş-sinkdir (SC). Elektrolit kimi kaustik kaliumun sulu məhlulu istifadə olunur.
Qələvi batareyalar üçün EMF 1,5 V-dir (boşalmış batareyada, E \u003d 1,3 V). Doldurma və boşaltma zamanı qələvi akkumulyatorlarda elektrolitin orta sıxlığı təxminən sabitdir. Buna görə də, onların vəziyyəti əsasən EMF dəyəri ilə xarakterizə olunur.
Qələvi akkumulyatorlar zavod tərəfindən elektrolitsiz istehsal olunur. Elektrolit hazırlayarkən xüsusi diqqət yetirilməlidir, çünki kostik kalium su ilə qarışdırıldıqda çox miqdarda istilik ayrılır. Qatı qələvi kiçik parçalara bölünür, eyni zamanda materialla örtülür ki, parçalar gözlərə və dəriyə düşməsin. Qələvi hissə-hissə suya batırılır, məhlulu bir şüşə və ya polad çubuqla davamlı olaraq qarışdırır.
Galvanik hüceyrə- bu, elektrodlarda redoks reaksiyası zamanı ayrılan enerjinin birbaşa elektrik enerjisinə çevrildiyi kimyəvi cərəyan mənbəyidir. .
düyü. 9.2. Daniel - Jacobi tərəfindən bir qalvanik hüceyrənin diaqramı
Burada I, sink boşqab batırılmış suda ZnSO 4 məhlulu olan bir şüşədir; II - mis boşqab batırılmış suda CuSO 4 məhlulu olan şüşə; III - məhlullar arasında kationların və anionların hərəkətini təmin edən duz körpüsü (elektrolitik açar); IV - voltmetr (EMF ölçmək üçün lazımdır, lakin galvanik elementin tərkibinə daxil deyil).
Sink elektrodunun standart elektrod potensialı 
. Mis elektrodun standart elektrod potensialı 
. Çünki 
, onda sink atomları oksidləşəcək:
Reduksiya reaksiyasının baş verdiyi və ya elektrolitdən kationları qəbul edən elektrod deyilir katod.
Elektrolitik açar vasitəsilə məhluldakı ionların hərəkəti baş verir: SO 4 2- anionlar anoda, Zn 2+ kationları katoda. Məhluldakı ionların hərəkəti galvanik elementin elektrik dövrəsini bağlayır.
(a) və (b) reaksiyalarına elektrod reaksiyaları deyilir.
Elektrodlarda baş verən proseslərin tənliklərini əlavə edərək, qalvanik hüceyrədə baş verən redoks reaksiyasının ümumi tənliyini əldə edirik:
Ümumi halda, ixtiyari bir qalvanik hüceyrədə baş verən redoks reaksiyasının ümumi tənliyi aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:
Daniel-Jacobi qalvanik hüceyrə dövrəsinin forması var:
Zn | ZnSO 4 || CuSO4 | Cu
Galvanik elementin işləməsi zamanı əldə edilə bilən elektrodların maksimum potensial fərqi deyilir elektromotor qüvvə(emf) elementi E. Formula uyğun olaraq hesablanır;
Harada n- elementar redoks aktında elektronların sayı, F Faraday nömrəsidir.
Standart şəraitdə cərəyan yaradan reaksiyanın izobar-izotermik potensialının dəyişməsinin böyüklüyü? G 0 bu reaksiyanın tarazlıq sabiti ilə bağlıdır TO nisbətinə bərabərdir
| (9.6) |
Galvanik elementlər ilkin (tək istifadəlik) kimyəvi cərəyan mənbələridir (CSS). İkinci dərəcəli (təkrar istifadə edilə bilən) HIT batareyalardır. Batareyaların boşaldılması və doldurulması zamanı baş verən proseslər bir-birinin əksinədir.
Elektrodların eyni metaldan hazırlanmış və müxtəlif konsentrasiyalı duzlarının məhlullarına batırıldığı qalvanik elementlər adlanır. konsentrasiya. Bu cür elementlərdə anodun funksiyası daha az konsentrasiyası olan bir duz məhluluna batırılmış bir metal tərəfindən yerinə yetirilir, məsələn:
Misal 1 Reaksiya əsasında qalvanik elementin diaqramını tərtib edin: Mg + ZnSO 4 = MgSO 4 + Zn. Bu elementdə katod və anod nədir? Bu elektrodlarda baş verən proseslərin tənliklərini yazın. Standart şəraitdə elementin EMF-ni hesablayın. Cərəyan yaradan reaksiya üçün tarazlıq sabitini hesablayın.
Aşağı güclü elektrik enerjisi mənbələri
Portativ elektrik və radio avadanlıqlarını gücləndirmək üçün qalvanik elementlər və batareyalar istifadə olunur.
Galvanik hüceyrələr birdəfəlik mənbələrdir akkumulyatorlar- təkrar istifadə edilə bilən fəaliyyət mənbələri.
Ən sadə qalvanik element
Ən sadə element iki zolaqdan hazırlana bilər: mis və sink, kükürd turşusu ilə bir az turşulaşdırılmış suya batırılır. Əgər sink kifayət qədər təmizdirsə, ondan təmizlənir yerli reaksiyalar, mis və sink məftillə birləşdirilənə qədər heç bir nəzərəçarpan dəyişiklik baş verməyəcək.
Bununla belə, zolaqlar biri digərinə nisbətən fərqli potensiala malikdir və onlar bir tel ilə birləşdirildikdə, görünəcək. Bu hərəkət irəlilədikcə, sink zolağı tədricən həll ediləcək və mis elektrodun yaxınlığında qaz baloncukları meydana gələcək və onun səthində toplanacaq. Bu qaz elektrolitdən əmələ gələn hidrogendir. Elektrik cərəyanı mis zolaqdan naqil vasitəsilə sink zolağına, ondan isə elektrolit vasitəsilə yenidən misə axır.
Tədricən elektrolitin sulfat turşusu sink elektrodunun həll olunmuş hissəsindən əmələ gələn sink sulfatla əvəz olunur. Bunun sayəsində elementin gərginliyi azalır. Bununla belə, daha da böyük bir gərginlik düşməsi mis üzərində qaz baloncuklarının əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bu hərəkətlərin hər ikisi "qütbləşmə" yaradır. Belə elementlərin praktiki dəyəri demək olar ki, yoxdur.
Qalvanik elementlərin mühüm parametrləri
Qalvanik elementlər tərəfindən verilən gərginliyin böyüklüyü yalnız onların növündən və cihazından, yəni elektrodların materialından və kimyəvi birləşmə elektrolit, lakin elementlərin formasından və ölçüsündən asılı deyil.
Qalvanik elementin verə biləcəyi cərəyanın miqdarı onun daxili müqaviməti ilə məhdudlaşır.
Çox mühüm xüsusiyyət qalvanik hüceyrədir. Elektrik tutumu dedikdə, qalvanik və ya akkumulyator elementinin işlədiyi bütün müddət ərzində, yəni son boşalma baş verənə qədər verə biləcəyi elektrik enerjisinin miqdarı nəzərdə tutulur.
Element tərəfindən verilən tutum, amperlə ifadə edilən axıdma cərəyanını, elementin tam boşalmanın başlanğıcına qədər boşaldıldığı saatlarla vaxta vurmaqla müəyyən edilir. Buna görə də, elektrik tutumu həmişə amper-saat (A x h) ilə ifadə edilir.
Elementin tutumunun dəyərinə görə, tam boşalmanın başlamazdan əvvəl təxminən neçə saat işləyəcəyini əvvəlcədən təyin edə bilərsiniz. Bunu etmək üçün, bu element üçün icazə verilən boşalma cərəyanının gücü ilə tutumu bölmək lazımdır.
Bununla belə, elektrik tutumu ciddi sabit bir dəyər deyil. Elementin şərtlərindən (rejimindən) və son boşalma gərginliyindən asılı olaraq kifayət qədər böyük hüdudlarda dəyişir.
Element maksimum cərəyan gücü ilə və üstəlik, fasiləsiz boşaldılırsa, daha aşağı tutum verəcəkdir. Əksinə, eyni element daha az güclü cərəyanla və tez-tez və nisbətən uzun fasilələrlə boşaldıqda, element tam gücündən imtina edəcəkdir.
Son boşalma gərginliyinin elementin tutumuna təsirinə gəldikdə, nəzərə almaq lazımdır ki, qalvanik elementin boşaldılması zamanı onun işləmə gərginliyi eyni səviyyədə qalmır, tədricən azalır.
Galvanik elementlərin ümumi növləri
Ən çox yayılmış qalvanik elementlər duz və qələvi elektrolitləri olan manqan-sink, manqan-hava, hava-sink və civə-sink sistemləridir. Şoran elektrolitli quru manqan-sink hüceyrələrinin ilkin gərginliyi 1,4 ilə 1,55 V arasındadır, işləmə müddəti bir temperaturda mühit-20 ilə -60 ° C arasında 7 saatdan 340 saata qədər.
Qələvi elektroliti olan quru manqan-sink və hava-sink hüceyrələri 0,75 ilə 0,9 V gərginliyə və 6 saatdan 45 saata qədər işləmə müddətinə malikdir.
Quru civə-sink hüceyrələrinin ilkin gərginliyi 1,22-1,25 V, işləmə müddəti 24 saatdan 55 saata qədərdir.
Quru civə-sink elementləri 30 aya çatan ən uzun zəmanətli raf ömrünə malikdir.
Bunlar ikinci dərəcəli qalvanik hüceyrələrdir.Qalvanik elementlərdən fərqli olaraq, yığıldıqdan dərhal sonra batareyada kimyəvi proseslər baş vermir.
Akkumulyatorda elektrik yüklərinin hərəkəti ilə bağlı kimyəvi reaksiyaların başlaması üçün onun elektrodlarının (və elektrolitin bir hissəsinin) kimyəvi tərkibini müvafiq olaraq dəyişdirmək lazımdır. Elektrodların kimyəvi tərkibindəki bu dəyişiklik batareyadan keçən elektrik cərəyanının təsiri altında baş verir.
Buna görə də, batareyanın elektrik cərəyanı istehsal edə bilməsi üçün əvvəlcə bəzi xarici cərəyan mənbəyindən birbaşa elektrik cərəyanı ilə "doldurulmalıdır".
Batareyalar həm də adi qalvanik elementlərlə yaxşı müqayisə olunur, çünki boşaldıqdan sonra yenidən doldurula bilirlər. At yaxşı qulluq onların arxasında və normal şərait batareyalar bir neçə min şarj və boşalmaya davam edə bilər.
Batareya cihazı
Hal-hazırda, qurğuşun və kadmium-nikel batareyaları praktikada ən çox istifadə olunur. Birincisi üçün sulfat turşusunun məhlulu elektrolit, ikincisi üçün isə suda qələvi məhlulu kimi xidmət edir. Qurğuşun-turşu akkumulyatorlarına turşu, kadmium-nikel batareyalarına isə qələvi deyilir.
Batareyaların işləmə prinsipi elektrodların polarizasiyasına əsaslanır. Ən sadə turşu batareyası aşağıdakı kimi təşkil edilmişdir: bunlar elektrolitə batırılmış iki qurğuşun lövhəsidir. Kimyəvi dəyişdirmə reaksiyası nəticəsində plitələr Pb + H 2 SO 4 \u003d PbSO 4 + H 2 düsturu ilə aşağıdakı kimi PbSO4 qurğuşun sulfatının yüngül bir örtüyü ilə örtülmüşdür.
Turşu batareyası cihazı
Plitələrin bu vəziyyəti boşalmış batareyaya uyğundur. İndi batareya doldurulması üçün işə salınıbsa, yəni bir DC generatoruna qoşulubsa, elektroliz səbəbindən plitələrin qütbləşməsi onda başlayacaq. Batareyanın doldurulması nəticəsində onun plitələri qütbləşir, yəni səthinin maddəsini dəyişir və homojendən (PbSO 4) heterojenə (Pb və Pb O 2) çevrilir.
Batareya cərəyan mənbəyinə çevrilir və müsbət elektrod qurğuşun dioksidi ilə örtülmüş bir boşqab, mənfi isə təmiz qurğuşun lövhəsidir.
Yükün sonunda elektrolit konsentrasiyası əlavə sulfat turşusu molekullarının görünməsi səbəbindən artır.
Bu, qurğuşun akkumulyatorunun xüsusiyyətlərindən biridir: onun elektroliti neytral qalmır və özü batareyanın işləməsi zamanı kimyəvi reaksiyalarda iştirak edir.
Boşalmanın sonunda hər iki akkumulyator plitəsi yenidən qurğuşun sulfatla örtülür, nəticədə batareya cərəyan mənbəyi olmaqdan çıxır. Batareya heç vaxt belə vəziyyətə gətirilmir. Plitələrdə qurğuşun sulfat əmələ gəlməsi səbəbindən axıdmanın sonunda elektrolit konsentrasiyası azalır. Batareya doldurulubsa, yenidən boşaldılmaq üçün qütbləşməyə səbəb ola bilər və s.
Batareyanı doldurmağın bir neçə yolu var. Ən sadəsi, aşağıdakı kimi baş verən normal batareyanın doldurulmasıdır. Başlanğıcda, 5-6 saat ərzində şarj hər bir batareya bankındakı gərginlik 2,4 V-a çatana qədər ikiqat normal cərəyanla həyata keçirilir.
Normal şarj cərəyanı I yük \u003d Q / 16 düsturu ilə müəyyən edilir
Harada Q - nominal batareya tutumu, Ah.
Bundan sonra, şarj cərəyanı azalır normal dəyər və şarjın bitməsi əlamətləri görünənə qədər 15 - 18 saat ərzində doldurmağa davam edin.
Müasir batareyalar
Kadmium-nikel və ya qələvi batareyalar qurğuşunlardan çox sonra ortaya çıxdı və onlarla müqayisədə daha inkişaf etmiş kimyəvi cərəyan mənbəyidir. Qələvi batareyaların qurğuşunlardan əsas üstünlüyü, plitələrin aktiv kütlələrinə nisbətən onların elektrolitlərinin kimyəvi neytrallığıdır. Buna görə qələvi akkumulyatorların öz-özünə boşaldılması qurğuşun-turşu akkumulyatorlarından xeyli azdır. Qələvi batareyaların işləmə prinsipi də elektroliz zamanı elektrodların polarizasiyasına əsaslanır.
Radio avadanlıqlarını gücləndirmək üçün -30 ilə +50 ° C arasında işləyən və 400 - 600 şarj-boşaltma dövrünə tab gətirən möhürlənmiş kadmium-nikel batareyaları istehsal olunur. Bu akkumulyatorlar bir neçə qramdan kiloqrama qədər olan kompakt paralelepipedlər və disklər şəklində hazırlanır.
Onlar avtonom obyektlərin enerji təchizatı üçün nikel-hidrogen batareyaları istehsal edirlər. Nikel-hidrogen batareyasının xüsusi enerjisi 50 - 60 Wh kq -1 təşkil edir.
"A.P.Qaydar adına Arzamas Dövlət Pedaqoji İnstitutu"
Kurs işi
kimya üzrə
Mövzu: Elektrokaplama hüceyrələri
Tamamladı: 5-ci kurs tələbəsi
EHF 52 qr. B2 alt qrupu Şirshin N.V.
Qəbul edən: Kinderov A.P.
Plan
Giriş
I. Kimyəvi cərəyan mənbələrinin yaranma tarixi
II. Əməliyyat prinsipi
III. Kimyəvi cərəyan mənbələrinin təsnifatı, cihazı və iş prinsipi
1. Qalvanik element
2. Elektrik batareyaları
A) Qələvi batareyalar
3. Yanacaq elementi
A) fəaliyyət prinsipi
B) Yanacaq və yanacaq axınlarının ayrılması prinsipi
B) Hidrogen-oksigen yanacaq elementinə nümunə
D) Rusiyada tədqiqatların tarixi
E) Yanacaq elementlərinin istifadəsi
E) Yanacaq Hüceyrələri Problemləri
IV. Hüceyrələrin və batareyaların işləməsi
V. Qalvanik elementlərin və akkumulyatorların regenerasiyası
VI. Bəzi qalvanik elementlərin xüsusiyyətləri və onların qısa xüsusiyyətləri
Nəticə
İstifadə olunmuş ədəbiyyatın siyahısı
Giriş
Kimyəvi cərəyan mənbələri uzun illərdir həyatımıza möhkəm daxil olub. Gündəlik həyatda istehlakçı nadir hallarda istifadə olunan kimyəvi cərəyan mənbələrindəki fərqlərə diqqət yetirir. Onun üçün bunlar batareyalar və akkumulyatorlardır. Onlar adətən fənərlər, oyuncaqlar, radiolar və ya avtomobillər kimi cihazlarda istifadə olunur. Enerji istehlakı nisbətən böyük olduqda (10Ah) batareyalar, əsasən turşu, həmçinin nikel - dəmir və nikel - kadmium istifadə olunur. Onlar portativ elektron kompüterlərdə (Noutbuk, Noutbuk, Palmtop), geyilə bilən rabitə avadanlıqlarında, qəza işıqlandırmasında və s.
Bir sıra hallara görə, elektrik enerjisinin kimyəvi generatorları ən perspektivlidir. Onların üstünlükləri yüksək enerji məhsuldarlığı kimi parametrlər vasitəsilə özünü göstərir; səs-küysüzlük və zərərsizlik; istənilən şəraitdə, o cümlədən kosmosda və su altında, stasionar və portativ cihazlarda, nəqliyyatda və s. istifadə etmək imkanı.
IN son illər belə batareyalar mümkün pik yüklər üçün enerji toplayan kompüterlərin və elektromexaniki sistemlərin ehtiyat enerji təchizatında və həyati vacib sistemlərin fövqəladə enerji təchizatında geniş istifadə olunur.
Məqsədlər və məqsədlər. Bu işdə qalvanik elementlərin iş prinsipini təhlil etməli, onların yaranma tarixi, təsnifat xüsusiyyətləri və cihazı ilə tanış olmalıyam. müxtəlif növlər galvanik elementlərdə, həmçinin müəyyən növ kimyəvi cərəyan mənbələrində istifadə Gündəlik həyat Və müxtəlif sahələr istehsal.
I . Kimyəvi cərəyan mənbələrinin yaranma tarixi
Kimyəvi cərəyan mənbələri(abbr. HIT) - enerjinin onlarda axan cihazlar kimyəvi reaksiyalar birbaşa elektrik enerjisinə çevrilir.
Yaradılış tarixi
Voltaik sütun
İlk kimyəvi cərəyan mənbəyi 1800-cü ildə italyan alimi Alessandro Volta tərəfindən icad edilmişdir. Bu Volta elementi idi - sink və mis lövhələrlə duzlu su ilə bir qab, tel ilə bağlandı. Sonra alim bu elementlərdən bir batareya yığdı, sonralar Volta sütunu adlandırıldı. Bu ixtira sonradan digər elm adamları tərəfindən tədqiqatlarında istifadə edilmişdir. Beləliklə, məsələn, 1802-ci ildə rus akademiki V.V.Petrov elektrik qövsü yaratmaq üçün 2100 elementdən ibarət Volta sütununu layihələndirdi. 1836-cı ildə ingilis kimyaçısı Con Daniel sulfat turşusu məhlulunda sink və mis elektrodları yerləşdirməklə Volta elementini təkmilləşdirdi. Bu dizayn "Daniel elementi" kimi tanındı. 1859-cu ildə fransız fiziki Qaston Plante qurğuşun-turşu akkumulyatorunu icad etdi. Bu tip hüceyrə bu günə qədər avtomobil akkumulyatorlarında istifadə olunur. 1865-ci ildə fransız kimyaçısı J. Leclanchet özünün qalvanik elementini (Leclanchet elementi) təklif etdi ki, bu element ilə doldurulmuş sink kubokundan ibarət idi. sulu məhlul ammonium xlorid və ya digər xlorid duzu, içərisində karbon cərəyanı kollektoru ilə manqan (IV) oksid MnO2 aqlomeratı yerləşdirilmişdir. Bu dizaynın modifikasiyası hələ də müxtəlif məişət cihazları üçün duz batareyalarında istifadə olunur. 1890-cı ildə Nyu-Yorkda Rusiyadan olan mühacir Konrad Hubert ilk cib elektrik fənəri yaradır. Və artıq 1896-cı ildə Milli Karbon şirkəti dünyanın ilk quru elementləri Leklanshe "Columbia" nın kütləvi istehsalına başladı.
II . Əməliyyat prinsipi
“Bağdad batareyaları” qurğusu (e.ə. 200-cü il).
Kimyəvi cərəyan mənbələrinin əsasını elektrolitlə təmasda olan iki elektrod (oksidləşdirici maddə olan bir katod və azaldıcı maddə olan anod) təşkil edir. Elektrodlar arasında potensial fərq qurulur - redoks reaksiyasının sərbəst enerjisinə uyğun bir elektromotor qüvvə. Kimyəvi cərəyan mənbələrinin hərəkəti qapalı xarici dövrə ilə məkanla ayrılmış proseslərin axınına əsaslanır: azaldıcı maddə katodda oksidləşir, nəticədə sərbəst elektronlar keçir, boşalma cərəyanı yaradır, xarici dövrə boyunca anoda, burada oksidləşdirici reduksiya reaksiyasında iştirak edirlər.
Müasir kimyəvi cərəyan mənbələrindən istifadə olunur:
azaldıcı agent kimi (anodda) - qurğuşun Pb, kadmium Cd, sink Zn və digər metallar;
oksidləşdirici agent kimi (katodda) - qurğuşun (IV) oksid PbO2, nikel hidroksid NiOOH, manqan (IV) oksid MnO2 və başqaları;
elektrolit kimi - qələvilərin, turşuların və ya duzların məhlulları.
III . Təsnifat, cihaz və iş prinsipi
Təkrar istifadənin mümkünlüyünə və ya qeyri-mümkünlüyünə görə kimyəvi cərəyan mənbələri aşağıdakılara bölünür:
1. Qalvanik element
Galvanik hüceyrə - Luici Galvani adına elektrik cərəyanının kimyəvi mənbəyi. Galvanik elementin işləmə prinsipi iki metalın bir elektrolit vasitəsilə qarşılıqlı təsirinə əsaslanır və qapalı bir dövrədə elektrik cərəyanının görünüşünə səbəb olur. Qalvanik elementin EMF elektrodların materialından və elektrolitin tərkibindən asılıdır. Bunlar, onlarda baş verən reaksiyaların dönməzliyi səbəbindən yenidən doldurula bilməyən ilkin HP-dir.
Galvanik elementlər tək bir hərəkətin elektrik enerjisi mənbəyidir. Reagentlər (oksidləşdirici və azaldıcı maddə) birbaşa qalvanik elementin bir hissəsidir və onun işləməsi zamanı istehlak olunur. Galvanik element xarici dövrəyə verilən EMF, gərginlik, güc, tutum və enerji, həmçinin davamlılıq və ekoloji təhlükəsizlik ilə xarakterizə olunur.
EMF galvanik hüceyrədə baş verən proseslərin təbiəti ilə müəyyən edilir. Galvanik elementin U gərginliyi elektrodların polarizasiyası və müqavimət itkiləri səbəbindən həmişə EMF-dən azdır:
U = Ee – I(r1–r2) – ΔE,
burada Ee elementin EMF-idir; I elementin iş rejimində cari gücü; r1 və r2 qalvanik elementin daxilində I və II növ keçiricilərin müqavimətidir; ΔЕ elektrodlarının (anod və katod) polarizasiyasından ibarət olan qalvanik elementin qütbləşməsidir. Qütbləşmə artan cərəyan sıxlığı (i) ilə artır, i = I/S düsturu ilə müəyyən edilir, burada S elektrodun kəsişmə sahəsidir və sistemin müqavimətinin artması ilə.
Galvanik elementin işləməsi zamanı onun EMF və müvafiq olaraq gərginlik reagentlərin konsentrasiyasının azalması və elektrodlarda redoks proseslərinin məhsullarının konsentrasiyasının artması səbəbindən tədricən azalır (Nernst tənliyini xatırlayın). Bununla belə, galvanik elementin boşaldılması zamanı gərginlik nə qədər yavaş azalırsa, onun praktikada tətbiqi üçün bir o qədər geniş imkanlar yaranır. Hüceyrənin tutumu qalvanik elementin iş zamanı (boşaltma zamanı) buraxa bildiyi Q elektrik enerjisinin ümumi miqdarıdır. Tutum galvanik elementdə saxlanılan reagentlərin kütləsi və onların çevrilmə dərəcəsi ilə müəyyən edilir. Boşaltma cərəyanının artması və elementin işləmə temperaturunun azalması ilə, xüsusilə 0 ° C-dən aşağı olduqda, reagentlərin çevrilmə dərəcəsi və elementin tutumu azalır.
Qalvanik elementin enerjisi onun tutumunun və gərginliyinin hasilinə bərabərdir: ΔН = Q.U. Ən yüksək enerjiyə malik elementlər böyük dəyər EMF, aşağı kütlə və yüksək dərəcə reagentlərin çevrilməsi.
Davamlılıq elementin xüsusiyyətlərinin müəyyən edilmiş parametrlər daxilində qaldığı saxlama müddətinin müddətidir. Elementin saxlanması və istismarı temperaturunun artması ilə onun davamlılığı azalır.
Qalvanik hüceyrənin tərkibi: portativ qalvanik elementlərdə azaldıcı maddələr (anodlar), bir qayda olaraq, sink Zn, litium Li, maqnezium Mg; oksidləşdirici maddələr (katodlar) manqan MnO2, mis CuO, gümüş Ag2O, kükürd SO2 oksidləri, həmçinin CuCl2, PbCl2, FeS və oksigen O2 duzlarıdır.
Dünyanın ən kütləvi radio avadanlığının, rabitə cihazlarının, maqnitofonların, fənərlərin və s. enerji təchizatı üçün geniş istifadə olunan manqan-sink Mn-Zn elementlərinin istehsalı qalır. Belə bir qalvanik elementin dizaynı şəkildə göstərilmişdir.
Bu elementdə cərəyan yaradan reaksiyalar bunlardır :
Aktiv anod(–): Zn – 2ē → Zn2+ (praktikada hüceyrə orqanının sink qabığının tədricən əriməsi baş verir);
Aktiv katod(+): 2MnO2 + 2NH4+ + 2ē → Mn2O3 + 2NH3 + H2O.
Elektrolitik məkanda aşağıdakı proseslər də baş verir:
At anod Zn2+ + 2NH3 →2+;
At katod Mn2O3 + H2O → və ya 2.
Molekulyar formada, bir galvanik hüceyrənin işləməsinin kimyəvi tərəfi ümumi reaksiya ilə təmsil oluna bilər:
Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl → Cl2 + 2.
Qalvanik hüceyrənin diaqramı:
(–) Zn|Zn(NH3)2]2+|||MnO2 (С) (+).
Belə bir sistemin emf-i E = 1.25 ÷ 1.50V-dir.
Oxşar məqalələr
