Pour établir un schéma d'une cellule galvanique, il est nécessaire de comprendre le principe de son action, ses caractéristiques structurelles.
Les consommateurs prêtent rarement attention aux piles et aux piles, alors que ces sources d'énergie sont les plus demandées.
Sources de courant chimiques
Qu'est-ce qu'une cellule galvanique ? Son circuit est basé sur un électrolyte. Le dispositif comprend un petit récipient où se trouve l'électrolyte, adsorbé par le matériau séparateur. De plus, le schéma de deux cellules galvaniques suppose la présence d'une cathode et d'une anode. Quel est le nom d'une telle cellule galvanique ? Le schéma reliant deux métaux entre eux suggère une réaction redox.
La cellule galvanique la plus simple
Cela implique la présence de deux plaques ou tiges de métaux différents, qui sont immergées dans une solution électrolytique forte. Lors du fonctionnement de cette cellule galvanique, un processus d'oxydation s'effectue sur l'anode, associé au retour d'électrons.
À la cathode - récupération, accompagnée deacceptation des particules négatives. Il y a un transfert d'électrons à travers le circuit externe vers l'oxydant à partir de l'agent réducteur.
Un exemple de cellule galvanique
Pour fabriquer des circuits électroniques de cellules galvaniques, il est nécessaire de connaître la valeur de leur potentiel d'électrode standard. Analysons une variante d'une cellule galvanique cuivre-zinc qui fonctionne sur la base de l'énergie libérée lors de l'interaction du sulfate de cuivre avec le zinc.
Cette cellule galvanique, dont le schéma sera donné ci-dessous, s'appelle la cellule Jacobi-Daniel. Il comprend une plaque de cuivre, qui est immergée dans une solution de sulfate de cuivre (électrode de cuivre), et il se compose également d'une plaque de zinc, qui est dans une solution de son sulfate (électrode de zinc). Les solutions sont en contact les unes avec les autres, mais afin d'éviter leur mélange, l'élément utilise une cloison en matériau poreux.
Principe de fonctionnement
Comment fonctionne une cellule galvanique dont le circuit est Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu ? Pendant son fonctionnement, lorsque le circuit électrique est fermé, le processus d'oxydation du zinc métallique se produit.
Sur sa surface de contact avec une solution saline, on observe la transformation des atomes en cations Zn2+. Le processus s'accompagne de la libération d'électrons "libres", qui se déplacent le long du circuit externe.
La réaction se produisant sur l'électrode de zinc peut être représentée comme suit:
Zn=Zn2+ + 2e-
Récupérationcations métalliques est réalisée sur une électrode de cuivre. Les particules négatives qui entrent ici à partir de l'électrode de zinc se combinent avec des cations de cuivre, les déposant sous la forme d'un métal. Ce processus est le suivant:
Cu2+ + 2e-=Cu
Si nous additionnons les deux réactions discutées ci-dessus, nous obtenons une équation totale qui décrit le fonctionnement d'une cellule galvanique zinc-cuivre.
L'électrode de zinc sert d'anode, le cuivre sert de cathode. Les cellules et batteries galvaniques modernes nécessitent l'utilisation d'une seule solution d'électrolyte, ce qui élargit la portée de leur application, rend leur fonctionnement plus confortable et pratique.
Variétés de cellules galvaniques
Les éléments les plus courants sont les éléments carbone-zinc. Ils utilisent un collecteur de courant passif en carbone en contact avec l'anode, qui est de l'oxyde de manganèse (4). L'électrolyte est du chlorure d'ammonium, appliqué sous forme de pâte.
Il ne se propage pas, donc la cellule galvanique elle-même est dite sèche. Sa caractéristique est la capacité de «récupérer» pendant le fonctionnement, ce qui a un effet positif sur la durée de leur période de fonctionnement. De telles cellules galvaniques ont un faible coût, mais une faible puissance. Lorsque la température baisse, ils réduisent leur efficacité et lorsqu'elle augmente, l'électrolyte se dessèche progressivement.
Les éléments alcalins impliquent l'utilisation d'une solution alcaline, ils ont donc beaucoupcandidatures.
Dans les piles au lithium, un métal actif agit comme une anode, ce qui a un effet positif sur la durée de vie. Le lithium a un potentiel d'électrode négatif, par conséquent, avec de petites dimensions, ces éléments ont une tension nominale maximale. Parmi les inconvénients de tels systèmes figure le prix élevé. L'ouverture de sources d'énergie au lithium est explosive.
Conclusion
Le principe de fonctionnement de toute cellule galvanique est basé sur des processus redox se produisant à la cathode et à l'anode. Selon le métal utilisé, la solution d'électrolyte choisie, la durée de vie de l'élément change, ainsi que la valeur de la tension nominale. Actuellement, les cellules galvaniques au lithium et au cadmium sont en demande, qui ont une durée de vie assez longue.
