Галваничен елемент
от Уикипедия, свободната енциклопедия
Галваничният елемент е химичен източник на електроенергия, в които възниква електродвижещо напрежение и протича електрически ток в резултат на химична реакция. Наречен е на името на откривателя си Луиджи Галвани.
| Съдържание | 
[редактиране] История
През 1780 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. Той нарича ефекта биоелектричество. След това бил създаден галваничния елемент, който представлява най-общо електрическа верига от два различни метала, чиито противохоложни краища са потопени в солен разтвор. Електрическата батерия, изобретена по-късно от Алесандро Волта има подобен принцип на действие и представлява поредица от галванични елементи.
[редактиране] Терминология
При описване на галваничните елементи се ползва химическа терминология, която може да обърка човек с електричарско образование.
- Електродът, на който протича окисление, се нарича анод. Това е електродът, който отделя в електролита положителни йони, а електроните подава по веригата. За химците „анод“ е минусовият извод на елемента;
- Електродът, на който протича редукция, се нарича катод. Там положителните йони се отлагат като атоми, като за целта по веригата получават електрони. За химиците „катод“ е плюсовият извод на галваничния елемент;
Прието е в схемите анодът да се чертае в ляво. катодът в дясно
[редактиране] Принцип на действие
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 (катода - виж предната точка) на галваничния елемент. В другата половина на съда се налива разтвор на ZnSO4 и се потопява цинков електрод. Той е отрицателният електрод (анода - виж предната точка) на елемента. Двата електрода се наричат полюси.
Металът на двата електрода се разтваря в електролита с различна скорост, като при това електродите се зареждат отрицателно, 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:
- Zn2+ + 2e− → Zn (E = −0.76 V)
- Cu2+ + 2e− → Cu (E = +0.34 V)
и в крайна сметка
- Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
а електрическият потенциал е 0.34 V −(−0.76 V) = 1.10 V
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 порестата преграда, медта щеше да се отдели върху цинка до пълното помедняване и напрежение нямаше да има.



