Гальваникалық элемент ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС №3. МЕТАЛДАРДЫҢ ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ КЕРНЕУ ҚАТАРЫН ҚҰРУ. Химия, 10 сынып, дидактикалық материал.

Гальваникалық элемент

 Гальваникалық элемент дегеніміз– химиялық тотығу – тотықсыздану реакцияларының энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғы. Қарапайым гальваникалық элемент электролит ерітінділеріне (1 текті өткізгіштер) батырылған кез келген екі металл электродтан тұрады. Көбінде металл өз тұзының ерітіндісіне батырылады. Ерітінділер бір – бірінен кеуекті қалқа арқылы немесе электролиттік көпірше арқылы бөлінеді. Сызба нұсқа түрінде электродты электрохимиялық сызба нұсқа жазады, онда электрод – ерітінді фазалар бөлімінің шекарасы тік сызықпен бөлінген. Мысалы, мырыш және мыс электродтарының (жартылай элемент) электрохимиялық сызба нұсқа:

Zn |  ZnSO₄  және Cu |  CuSO₄

 Гальваникалық элементті алғаш рет 1774 жылы Луиджи Гальвани бақаға тәжірбие жасай отырып, тірі электр тогын ашады. Осындай тәжірибе жүргізе отырып, Луиджи Гальвани тоқ көзі ретінде табиғи электр қуатын пайдаланғысы келді, алайда ол күні аспан ашық болды да, аспанда бір шөкім де бұлт болған жоқ. Ғалым бақаның жұлынына енгізіп қойған электродтарды бақа жатқан темір торға байқамай тигізіп басып кетеді. Гальвани тура найзағай ойнаған кезде жасаған тәжірибе кезіндегідей жиырылу пайда болғанын көргенде, өте қатты таңданады. Бұлшықеттер сыртқы тоқ көзі болмаған кезде де жиырылатынын анықтағанда, Луиджи Гальвани одан да көбірек таңырқады. Өткізгішпен жалғасқан әртүрлі екі металл тіліктерін бұлшық еттерге жай ғана салған кезде де, олар жиырылады екен.

• Гальваникалық элеметтің ең қарапайымы – Даниэль – Якоби элементі. Ол мырыш және мыс электродтарынан тұрады. Мырыш пластинкасы ZnSO4 ерітіндісіне, ал мыс CuSO4 ерітіндісіне батырылған, яғни әрбір металл өз тұздарының ерітіндісіне батырылған. Әрбір электрод үшін тепе – теңдік болады:

Гальваникалық элемент жұмыс істегенде сол электродтарда мырыштың тотығуы және оң электродта мыс катионының тотықсыздануы нәтижесінде оң жақтағы жартылай элементте  аниондарының артық мөлшері, ал сол жағында – оның жетіспеушілігі туады. Яғни элементтің жұмысы оң жақтағы жартылай элементтен солға қарай  иондарын тасымалдау. Сондықтан екі жартылай элементтен құралған. Элемент жұмыс істеуі үшін ерітінділер жанасуы қажет. Екі ерітіндіні де электролиті бар кеуекті қалқа немесе жалғағыш көпірше арқылы бөледі.

 Қазіргі кезде  марганец-мырыш гальваникалық  элементі кең қолданылады.  Бұл элементтің бірнеше  түрі бар, бірі локланштың “құрғақ”  элементі,  қысқартылған түрде  МЦ.  Оның бір электроды  мырыш, екіншісі  маргенец (VI)  оксидінен  тұрады.  Оған электр  тогының  өткізгіші  болатын графит  электроды тығыздалған.  Екі электродта 20% -тік  хлорлы аммоний  ерітіндісіне батырылған.