Tabla de Contenidos
Галваничният елемент дължи името си на своя изобретател, италианския физик Луиджи Галвани. През 1780 г. Галвани показа, че когато два различни метала са свързани един с друг в единия край, докато другите краища са свързани с краката на жаба, краката на жабата се свиват, което показва наличието на поток от електричество. Първоначално той нарече устройството си „верига на животни“. С идеята да коригира идеята на Галвани, че наличието на жива материя е необходимо за функционирането на веригата, Алесандро Волта разработи същата клетка без никакъв биологичен компонент. Това беше безпрецедентно постижение до този момент, поради което термините “галваничен” и “волтаичен” днес се използват взаимозаменяемо .
Галванична или волтова клетка е електрохимично пространство, което преобразува химическата енергия в електрическа енергия . Това преобразуване се постига чрез използване на енергията, произведена от редокс реакциите, протичащи вътре в клетката.
редокс реакции
Галваничната клетка е електрохимична клетка, която може да работи спонтанно. В галваничния елемент двата електрода трябва да бъдат свързани външно, за да се завърши електрическата верига с външен заряд и по този начин да се избегне късо съединение. По този начин токът може да бъде оползотворен и използван за доставяне на електрическа енергия в батерии или горивни клетки. По този начин, енергийно благоприятното преобразуване на химични вещества води до електрическа енергия чрез редокс реакции.
Химическият термин “редокс” е съкращение от редукция-окисление и представлява две химични реакции, които протичат едновременно за обмен на електрони. От химическа гледна точка, реагентът, който губи своите електрони, се окислява, докато реагентът, който получава същите тези електрони, се редуцира.
Конфигурация на галванична клетка
Има две основни конфигурации за галванична клетка. И в двата случая полуреакциите на окисление и редукция са отделни и свързани чрез проводник, принуждавайки електроните да преминават през него. В едната конфигурация полуреакциите са свързани чрез порест диск, в другата полуреакциите са свързани чрез солен мост.
Целта както на порестия диск, така и на солевия мост е да позволят на йоните да протичат между полуреакциите без много смесване на разтворите, като по този начин позволяват разтворите да се поддържат зарядно неутрални.
Прехвърлянето на електрони от окислителната полуклетка към редукционната полуклетка води до натрупване на положителен заряд в първата и отрицателен заряд във втората. От друга страна, ако нямаше начин за преминаване на йони между разтвора, това натрупване на заряд би противодействало и би намалило наполовина потока от електрони между анода и катода .
Източници
- Галванични клетки. (2019 г.). Libretexts.
- Изображение: Wikimedia Commons.
- Електрохимичен портал: Волтови клетки. Университет на Уисконсин
