Աղային կամուրջ

Էլեկտրոքիմիայում աղային կամուրջը կամ իոնային կամուրջը լաբորատոր սարք է, որն օգտագործվում է գալվանական բջիջի (վոլտային բջիջ) օքսիդացման և վերականգնողական կիսաբջիջները միացնելու համար, որը էլեկտրաքիմիական բջիջների տեսակ է։ Այն պահպանում է էլեկտրական չեզոքությունը ներքին միացումում։ Եթե աղի կամուրջ չլիներ, մի կես բջջի լուծույթը կկուտակեր բացասական լիցք, իսկ մյուս կես բջջի լուծույթը կկուտակեր դրական լիցք, քանի որ ռեակցիան ընթանում էր՝ արագորեն կանխելով հետագա ռեակցիան և, հետևաբար, էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը։ Աղային կամուրջները սովորաբար պատրաստում են երկու տեսակի՝ ապակե փորձանոթներով և ֆիլտրի թղթով։

Աղային կամրջի ֆունկցիան 
Աղային կամրջի հիմնական գործառույթն է՝ օգնել պահպանել էլեկտրական չեզոքությունը ներքին միացումում։ Այն նաև օգնում է կանխել բջիջի ռեակցիան հավասարակշռության։ Եթե աղային կամուրջները բացակայում են կամ եթե դրանք չեն օգտագործվում, ապա ռեակցիան, հավանաբար, կշարունակվի, և կես էլեկտրոդների լուծույթը բացասական լիցք կհավաքի։ Նմանապես, մյուս կեսում էլեկտրոդները դրական լիցք կկուտակեն։ Սա հետագայում կհանգեցնի ռեակցիայի դադարեցմանը, և էլեկտրաէներգիա չի արտադրվի։

Հետևաբար, աղի կամուրջը հիմնականում օգնում է կանխել դրական և բացասական լիցքերի կուտակումը համապատասխան էլեկտրոդների շուրջ և հետագայում թույլ է տալիս սահուն ռեակցիա տեղի ունենալ։ Այն նաև օգնում է էլեկտրոնների շարունակական հոսքին։ Այնուամենայնիվ, աղի կամուրջի նպատակը էլեկտրոնները էլեկտրոլիտից տեղափոխելը չէ. ավելի շուտ, դա լիցքի հավասարակշռությունը պահպանելու համար է, քանի որ էլեկտրոնները շարժվում են կես բջջից մյուսը։

Աղային կամուրջը կանխում է լուծույթի տարածումը կամ մեխանիկական հոսքը կես բջջից մյուսը։

Այն կանխում կամ նվազագույնի է հասցնում հեղուկ-հեղուկ միացման պոտենցիալը։ (Երկու լուծույթների միջև պոտենցիալ է առաջանում, երբ դրանք շփվում են միմյանց հետ)։

Աղի կամուրջը գործում է որպես էլեկտրական կապ երկու կիսաբջիջների միջև։

Ապակե փորձանոթով կամուրջներ 
Աղի կամուրջներից մեկը բաղկացած է U-աձև ապակե խողովակից, որը լցված է համեմատաբար չեզոք էլեկտրոլիտով։ Սովորաբար դա կալիումի կամ ամոնիումի կատիոնների և քլորիդ կամ նիտրատ անիոնների համակցություն է, որոնք ունեն նմանատիպ շարժունակություն լուծույթում։ Ընտրվում է այնպիսի համակցություն, որը չի փոխազդում բջջում օգտագործվող քիմիական նյութերից որևէ մեկի հետ։ Էլեկտրոլիտը հաճախ գելացվում է ագար-ագարով, որպեսզի օգնի կանխել հեղուկների միախառնումը, որը կարող է հակառակ դեպքում առաջանալ։

Ապակե փորձանոթով կամրջի հաղորդականությունը հիմնականում կախված է էլեկտրոլիտի լուծույթի կոնցենտրացիայից։ Հագեցվածությունից ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում կոնցենտրացիայի աճը մեծացնում է հաղորդականությունը։ Հագեցվածությունից դուրս էլեկտրոլիտի պարունակությունը և խողովակի նեղ տրամագիծը կարող են երկուսն էլ նվազեցնել հաղորդականությունը։

Աղի կամրջի լայնությունը ուղիղ համեմատական է հաղորդականությանը, ուստի ավելի լայն աղի կամուրջները ավելի լավ հաղորդիչներ են։

Ֆիլտրի թղթով կամուրջներ 
Ամենից հաճախ օգտագործվում են ֆիլտրի թղթով աղային կամուրջները։ Ինչպես անունն է հուշում, էլեկտրոլիտային լուծույթով թաթախված ներծծող ֆիլտրի թուղթը է օգտագործվում։ Զտիչ թղթի կամուրջների հաղորդականության վրա ազդում են թղթի կլանման հզորությունը, ֆիլտրի թղթի հյուսվածքը և բջիջներում էլեկտրոլիտների կոնցենտրացիաները։ Զտիչ թղթի ներծծումը և ավելի հարթ կառուցվածքը սովորաբար հավասարեցնում են բարձր հաղորդականությանը։

Զտիչ թուղթը կարող է օգտագործվել որպես աղային կամուրջ, եթե ներծծված է համապատասխան էլեկտրոլիտով, ինչպիսին է ապակե խողովակների կամուրջներում օգտագործվող էլեկտրոլիտները։ Գելացնող նյութ չի պահանջվում, քանի որ ֆիլտրի թուղթը ապահովում է պինդ միջավայր հաղորդման համար։

Այս տեսակի աղի կամրջի հաղորդականությունը կախված է մի շարք գործոններից՝ էլեկտրոլիտի լուծույթի կոնցենտրացիայից, թղթի որակից և կլանող կարողությունից։ Ընդհանուր առմամբ, ավելի հարթ կառուցվածքն ու ավելի բարձր ներծծման կարողությունը հավասարազոր են բարձր հաղորդականության։

Աղի կամրջի փոխարեն կարող են օգտագործվել ծակոտկեն սկավառակ կամ այլ ծակոտկեն խոչընդոտներ երկու կիսաբջիջների միջև. դրանք թույլ են տալիս իոններին անցնել երկու լուծույթների միջև՝ միաժամանակ կանխելով լուծույթների զանգվածային խառնումը։

Աղային կամրջի աշխատանքը 
Անոդում տեղի ունեցող օքսիդացումները առաջացնում են էլեկտրոններ և դրական իոններ։ Էլեկտրոնները հոսում են մետաղալարի միջով՝ թողնելով դրական լիցքը բաժակի մեջ։ Էլեկտրական չեզոքությունը պահպանելու համար բացասական լիցքավորված իոնը շարժվում է դեպի դրական լիցքավորված բաժակ (անոդի կիսաբջիջ)։

Նմանատիպ իրավիճակ է զարգանում կաթոդային խցում, բայց հակառակը։ Այսպիսով, էլեկտրական չեզոքությունը պահպանելու համար իոնները տեղափոխվում են մյուս կիսաբջիջ աղի կամրջից։ Այսպիսով, լուծույթի էլեկտրական չեզոքությունը պահպանվում է աղի կամուրջի միջոցով։

Ծանոթագրություններ 

Էլեկտրաքիմիա
Ամառային երիտասարդական վիքիճամբարի հոդվածներ