Galváncellák
Főző Attila László
2007/12/30 01:43
1683 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Az elektrokémia kialakulása a galváncellák felfedezésének és alkalmazásának köszönhető. A galvánelem két, különböző anyagú fémlemez - az elektródok - meghatározott összetételű folyadékba merülnek.

Az elemben a pozitív töltések az egyik lemezen, a negatív töltések a másik lemezen halmozódnak fel redoxireakciók következtében. A lemezek kivezetéseit az áramforrás sarkainak, vagy pólusainak nevezzük. A töltés-felhalmozódás addig tart, amíg a két elektróda közötti potenciálkülönbség bizonyos értékénél kialakult térerősség a kémiai folyamatot le nem állítja. Ha szétválasztjuk az oxidáció és a redukció folyamatát, és a két folyamat színhelye közé fémes vezetőt iktatunk, akkor elérhetjük, hogy azon keresztül elektromos áram folyjon. A galvánelemben a negatív póluson oxidáció és a pozitív póluson redukció zajlik. Azt a feszültséget, amit akkor mérhetünk, ha a cellán nem folyik át áram, elektromotoros erőnek nevezzük.

Galváncella felépítése

John Daniell (1790-1845) találta fel a Daniell-elemet, amelyben Cu-elektród CuSO4-oldatba, Zn-elektród pedig ZnSO4-oldatba merül. A két oldatot porózus fal (membrán) választja el egymástól. A fém cinkből Zn2+-ionok lépnek ki az oldatba és a rézszulfát-oldat Cu2+-ionjai pedig fém alakban kiválnak a rézelektródon.

A galváncellákat a kémiai gyakorlatban vázlatosan a celladiagrammal szokás ábrázolni. A Daniell-elem celladiagramja:

Kísérletek galváncellával

Egy rézlemez néhány cm3 rézszulfát-oldatba merül egy óraüvegen és másikon egy cinklemez hasonlóan cinkszulfát-oldatba. A két oldat káliumszulfát-oldattal átitatott szűrőpapírcsík révén érintkezik, amely az ionok mozgását engedi, de az oldatok nem keveredhetnek össze.

A két fém (az elektródok) között 1,10 V elektromos potenciálkülönbséget mérhetünk. A következő fémekből be tudunk szerezni kisebb lemezeket: cink, vas, ólom, réz és alumínium.

Többféle párosításban állíthatunk össze galvánelemeket és mérhetünk potenciálkülönbséget. Az eredményeket hasonlítsuk össze a standard potenciálból számolható elektromotoros erővel!

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek