Galvanik hujayra

thumb|Galvanik hujayra
Galvanik hujayra elektr tokining manbai boʻlib, u zaryadsizlanganda elektrokimyoviy reaktsiyalar tufayli elektr energiyasini chiqaradi. Galvanik hujayraning ishlash printsipi yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektrolit bilan metallning oʻzaro taʼsiri hodisasiga asoslanadi. Galvanik hujayraning EMF elektrodlarning materialiga va elektrolitlar tarkibiga bogʻliq.

Oddiy shaklda, a yarim hujayra qattiq metalldan iborat (an deyiladi elektrod) eritmaga botgan; eritma oʻz ichiga oladi kationlar (+) elektrod metallining va anionlar (-) kationlarning zaryadini muvozanatlash uchun. Toʻliq hujayra odatda a bilan bogʻlangan ikkita yarim hujayradan iborat yarim oʻtkazuvchan membrana yoki a tuz koʻprigi bu juda yaxshi metalning ionlarini boshqa elektrodda qoplanishiga toʻsqinlik qiladi.

Bunga aniq bir misol Daniell xujayrasi (rasmga qarang), a bilan rux (Zn) tarkibida ZnSO eritmasi boʻlgan yarim hujayra4 (rux sulfat) va a mis (Cu) CuSO eritmasi oʻz ichiga olgan yarim hujayra4 (mis sulfat). Bu yerda elektr zanjirini toʻldirish uchun tuz koʻprigi ishlatiladi.

Agar tashqi elektr oʻtkazgich mis va rux elektrodlarini birlashtirsa, rux elektrodidagi rux eritmada Zn sifatida eriydi.2+ ionlari (oksidlanish), tashqi oʻtkazgichga kiradigan elektronlarni chiqaradigan. Sink ionlari kontsentratsiyasining ortishini qoplash uchun tuz koʻprigi orqali rux ionlari chiqib ketadi va anionlar ruxning yarim hujayrasiga kiradi. Mis yarim hujayrasida mis ionlari tashqi elektromagnitni tark etadigan elektronlarni olib, mis elektrodiga (reduksiya) tushadi. Cu-dan beri2+ mis elektrodiga ionlar (kationlar) plitasi, ikkinchisi katod deyiladi. Shunga mos ravishda sink elektrod anod hisoblanadi.

Elektrokimyoviy reaktsiya:

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Bundan tashqari, elektronlar galvanik elementning asosiy qoʻllanishi boʻlgan tashqi oʻtkazgich orqali oqadi.

Ostida muhokama qilinganidek hujayra kuchlanishi, elektromotor kuch hujayraning yarmi hujayra potentsialining farqi, bu ikki elektrodning elektrolitga tarqalishining nisbatan osonlik oʻlchovidir. Emf ikkala elektrodga ham, elektrolitga ham bogʻliq boʻlib, bu emf kimyoviy xarakterga ega ekanligidan dalolat beradi.

Suvdagi metallarning ionlanish energiyalari orasidagi farq galvanik elementdagi reaktsiyani boshqarishi mumkin boʻlgan boshqa energetik hissa; u Daniell hujayrasida muhim emas, chunki gidratlangan Cu energiyasi2+ va Zn2+ ionlari ham shunga oʻxshash boʻladi. Ikkala atom oʻtkazilishi, masalan. rux elektrolitdan eritmaga va elektronlarning metall atomlaridan yoki metall ionlariga oʻtkazilishi galvanik elementda muhim rol oʻynaydi. Konsentratsion hujayralar, elektrodlari va ionlari bir xil metalldan yasalgan va entropiya taʼsirida harakatlanadigan ion kontsentratsiyalari tenglashganda erkin energiya kamayadi va elektr manfiyligi metallarning farqi elektrokimyoviy jarayonlarning harakatlantiruvchi kuchi emas.

Galvanik elementlar va batareyalar odatda elektr energiyasining manbai sifatida ishlatiladi. Energiya yuqori energetik metalning erishi natijasida quyi energiyali metall yotqizilishidan va yoki yuqori energiyali metall ionlarining quyi energiyani eritib yuborish paytida qoplashidan hosil boʻladi
.
OʻzME Birinchi jild. Toshkent, 2000-yil