Galvanik elementlar deb, oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari mobaynida ajralib chiqadigan kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirib beruvchi elektrokimyoviy sistemalarga aytiladi.
Galvanik elementlar boshqacha nom bilan kimyoviy tok manbalari ham deb aytiladi. Bular qatoriga akkumulyatorlar, batareyalar kiradi. Galvanik elementlarning ishlash prinsipini tushunish uchun mis-rux elementining yasalishi va ishlash prinsipini o'rganamiz.
Agar rux metalini rux sulfat tuzi eritmasiga tushirilganda elektrokimyoviy jarayon sodir o'ladi. Bunda rux elektrodi hosil boʻlib, CZn+2 = 1 mol/l boʻlganda Eº = -0,76 v ekanligi ko'rinadi.
Xuddi shuningdek, mis plastinkasini mis sulfat tuzi eritmasiga tushirilsa, eritmadagi mis ionlari eritmadan plastinka sirtiga ko'chib o'tadi va qo'sh elektr qavat hosil bo'ladi, plastinka musbat zaryadlanadi. Bu ikkala elektrodlarni KCI eritmasi bilan to'ldirilgan "elektrolitik ko'prik" orqali tutashtirilib (1-rasm), elektrodlar voltmetrga ulansa, quyidagi reaksiyalar boradi: anodda: Znº - 2ē→ Zn+2 (qaytaruvchi oksidlanadi).
Katodda: Cu+2 + 2ē→ Cuº (oksidlovchi qaytariladi) potensiallar farqi yuzaga kelib, elektr yurituvchi kuch (EYuK) paydo boʻlib, uning qiymati:
ΔΕ = Εoksid - Eqayt = +0,34(-0,76) +1,10 v ga teng bo'ladi.
Bunda mis elektrodi musbat zaryadlanib katod deyiladi, rux elektrodi manfiy zaryadlanib, anod deyiladi. Bu galvanik elementning kimyoviy tuzilish, sxematik formulasi:
...anod)(-)Zn/ZnSO₄//KCI//CuSO4/Cu(+) katod...
Shu sababli ΔΕ = Εkatod - Eanod holida ham hisoblanadi. Har qanday galvanik elementning EYuK i ionlarning konsentratsiyasiga, ionning tabiatiga va temperaturaga bog'liq bo'ladi (Nernst tenglamasi).
Akkumulyator
Akkumulyator ("Akkumulyator" - "yig'uvchi", "o'zida saqlovchi" ma'nosini bildiradi).
Koʻpchilik hollarda ishlatiladigan akkumulyatorlar qatoriga ishqorli va qoʻrgʻoshinli Elektrolit pastasi kislotali akkumulyatorlar kiradi.
Qo‘rg‘oshinli akkumulyator sxemasi 2-rasmda keltilrilgan. Uning tuzilishi: plastmassa idish, qo‘rg‘oshin metalidan yasalgan plastinkalar, plastinkalar orasidagi to‘siqlar, PbO2 — bilan to‘ldirilgan qo‘rg‘oshin plastinkalar H2SO4 elektrolit eritmasiga tushirilgan.
Akkumulyator ishlaganda (razryadlanganda) quyidagi oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi boradi:
Ikkala reaksiya natijasida ham PbSO4 cho'kmasi hosil boʻlib, eritmada H₂SO₄ (elektrolit) miqdori kamayib boradi. Uning miqdorini areometr (zichlikni o'lchovchi asbob) bilan elektrolit zichligini oʻlchab aniqlab turiladi. Shu bilan akkumulyatorning ishchi holati ham aniqlanadi.
Akkumulyator kuchsizlanib qolganda yoki ishlash jarayonida zaryadlab turiladi. Zaryadlanganda akkumulyatorlarda yuqoridagiga teskari reaksiyalar boradi. Har bir akkumulyator "bankasi" - 2 v kuchlanishli tok beradi. Ularni ketma-ket ulab 3, 6, 12 bankali (6 v, 12 v, 24 v) akkumulyatorlar ishlab chiqariladi.
Ishqoriy akkumulyatorda quyidagi jarayonlar boradi:
2NiOOH + 2H2O + Cd → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
elektrolit KOH eritmasi
ΔΕ=1,4V
2NiOOH→Ni₂O3•H₂O
