Galváncellák
Főző Attila László
2007/12/30 01:43
1592 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
All you need is code Minden a kódolás tanulásához
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek