O sursă de curent chimic ( prescurtare HIT ) este o sursă EMF în care energia reacțiilor chimice care au loc în ea este transformată direct în energie electrică.
Prima sursă de curent chimic a fost inventată de omul de știință italian Alessandro Volta în 1800. Era „elementul Volta” - un vas cu acid sulfuric cu plăci de zinc și cupru coborâte în el, cu cabluri de curent de sârmă. Apoi, omul de știință a asamblat o baterie din aceste elemente, care mai târziu a fost numită „coloana voltaică” . Această invenție a fost folosită ulterior de alți oameni de știință în cercetările lor. Deci, de exemplu, în 1802, academicianul rus V.V. Petrov a proiectat o coloană voltaică de 2100 de elemente pentru a produce un arc electric . În 1836, chimistul englez John Daniel a îmbunătățit elementul Volta prin plasarea electrozilor de zinc și cupru într-o soluție de acid sulfuric . Acest design a devenit cunoscut sub numele de „elementul Daniel” .
În 1859, fizicianul francez Gaston Plante a inventat bateria plumb-acid prin plasarea unei plăci subțiri de plumb, rulată într-o rolă în acid sulfuric. Acest tip de celulă este încă folosit în bateriile auto până în zilele noastre .
În 1865, chimistul francez J. Leclanchet și-a propus celula galvanică ( element Leclanchet ), care consta dintr-o cană de zinc umplută cu o soluție apoasă de clorură de amoniu sau altă sare de clorură, în care se afla un aglomerat de oxid de mangan (IV) MnO 2 plasat ca depolarizator cu conductor descendent de carbon. O modificare a acestui design este încă utilizată în bateriile cu sare pentru diverse dispozitive de uz casnic.
În 1890, la New York , Konrad Hubert , un imigrant din Rusia, creează prima lanternă electrică de buzunar . Și deja în 1896, compania National Carbon a început producția în masă a primelor elemente uscate din lume Leklanshe „Columbia”.
Cea mai veche celulă galvanică încă în funcțiune astăzi este o baterie argint-zinc fabricată la Londra în 1840. Conectat la două astfel de baterii conectate în serie, soneria funcționează și astăzi la Laboratorul Clarendon din Oxford [1] .
Baza surselor de curent chimic sunt doi electrozi (un catod încărcat pozitiv care conține un oxidant și un anod încărcat negativ care conține un agent reducător ) în contact cu electrolitul . Între electrozi se stabilește o diferență de potențial - o forță electromotoare corespunzătoare energiei libere a reacției redox . Acțiunea surselor de curent chimic se bazează pe fluxul de procese separate în spațiu cu un circuit extern închis: agentul reducător este oxidat pe anodul negativ, electronii liberi rezultați trec prin circuitul extern către catodul pozitiv, creând un curent de descărcare. , unde participă la reacția de reducere a oxidantului. Astfel, fluxul de electroni încărcați negativ de-a lungul circuitului extern merge de la anod la catod, adică de la electrodul negativ (polul negativ al sursei de curent chimic) la cel pozitiv. Aceasta corespunde fluxului de curent electric în direcția de la polul pozitiv la cel negativ, deoarece direcția curentului coincide cu direcția de mișcare a sarcinilor pozitive în conductor.
În surse chimice moderne de curent sunt utilizate:
În funcție de posibilitatea sau imposibilitatea reutilizarii, sursele de curent chimic se împart în:
Trebuie remarcat faptul că împărțirea celulelor în galvanice și acumulatori este oarecum arbitrară, deoarece unele celule galvanice, cum ar fi bateriile alcaline, pot fi reîncărcate, dar eficiența acestui proces este extrem de scăzută.
În funcție de tipul de electrolit utilizat, sursele de curent chimic sunt împărțite în acide (de exemplu , baterie plumb-acid , plumb-fluor ), alcaline (de exemplu , pile cu mercur-zinc , mercur-cadmiu , baterie cu nichel-zinc , baterie cu nichel-cadmiu ) și sare (de exemplu, celulă cu mangan-magneziu , baterie cu zinc-clor ).
O celulă galvanică este o sursă chimică de curent electric numită după Luigi Galvani . Principiul de funcționare al unei celule galvanice se bazează pe interacțiunea a două metale printr-un electrolit, ducând la apariția unui curent electric într-un circuit închis.
Vezi și Categoria: Celule galvanice .| Tip de | Catod | Electrolit | Anod | Tensiune, V |
|---|---|---|---|---|
| Element disulfură de fier litiu | FeS 2 | Li | 1,50-3,50 | |
| element mangan-zinc | MnO2 _ | KOH | Zn | 1,56 |
| Element mangan-staniu | MnO2 _ | KOH | sn | 1,65 |
| element mangan-magneziu | MnO2 _ | MgBr2 _ | mg | 2.00 |
| Element zinc plumb | PbO2 _ | H2SO4 _ _ _ | Zn | 2,55 |
| Element plumb cadmiu | PbO2 _ | H2SO4 _ _ _ | CD | 2.42 |
| element clorură de plumb | PbO2 _ | HCI04 _ | Pb | 1,92 |
| Element de zinc mercur | HgO | KOH | Zn | 1.36 |
| element mercur cadmiu | HgO2 _ | KOH | CD | 1,92 |
| Element oxid-mercur-staniu | HgO2 _ | KOH | sn | 1.30 |
| Element din zinc cromat | K2Cr2O7 _ _ _ _ _ | H2SO4 _ _ _ | Zn | 1,8—1,9 |
Alte tipuri:
O baterie electrică este o sursă de curent chimic reutilizabilă (adică, spre deosebire de o celulă galvanică, reacțiile chimice care sunt transformate direct în energie electrică sunt reversibile în mod repetat). Bateriile electrice sunt folosite pentru stocarea energiei și alimentarea autonomă a diferitelor dispozitive.
Vezi și Categoria: Baterii .O celulă de combustie este un dispozitiv electrochimic similar cu o celulă galvanică, dar diferă de acesta prin faptul că substanțele pentru reacția electrochimică sunt introduse în ea din exterior - în contrast cu cantitatea limitată de energie stocată într-o celulă galvanică sau o baterie.
Vezi și Categoria:Pile de combustie .| Articole legate de electroliza | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||
| |||||||