Κατασκευή και Λειτουργία της Μονάδας Δανιέλ Batteries

Κελί Daniell είναι η τροποποιημένη έκδοση του Κελί Voltaic. Το πρόβλημα της πολάρωσης του Κελί Voltaic ξεπεράστηκε στο Κελί Daniell και μπορεί να θεωρηθεί ως βελτιωμένη έκδοση του Κελί Voltaic. Συναρμολογικά, το Κελί Daniell είναι αρκετά απλό.

Σύνθεση του Κελί Daniell

Αποτελείται από ένα κύπελλο από χάλκινο που είναι γεμάτο με συγκεντρωμένη λύση σουφρίτη χάλκου. Μέσα στο κύπελλο, υπάρχει ένα περιδιαφανές κυλινδρικό δοχείο γεμάτο με διαλελυμένο οξύ σουφρίτη, βυθισμένο στη συγκεντρωμένη λύση σουφρίτη χάλκου. Ένα σύνθετο ράβδο ζινκ είναι βυθισμένο στον διαλελυμένο οξύ σουφρίτη στο περιδιαφανές δοχείο. Σύμφωνα με την ιδιότητα του διαλελυμένου ηλεκτρολύτη, ο οξύ σουφρίτη στη διαλελυμένη μορφή του υπάρχει με θετικά ιόντα υδρογόνου και αρνητικά ιόντα σουφρίτη. Τα ιόντα σουφρίτη που έρχονται σε επαφή με το ράβδο ζινκ αποδίδουν ηλεκτρόνια στο ράβδο και παράγουν σουφρίτη ζινκ μέσω της αντίδρασης οξείδωσης. Ως αποτέλεσμα, το ράβδο ζινκ γίνεται αρνητικά φορτισμένο και συμπεριφέρεται ως κάθοδος.

Τα θετικά ιόντα υδρογόνου μπορούν να διασχίσουν το περιδιαφανές τοίχωμα του δοχείου και να έρθουν στη λύση σουφρίτη χάλκου, όπου ενώνονται με τα ιόντα σουφρίτη του ηλεκτρολύτη σουφρίτη χάλκου και δημιουργούν οξύ σουφρίτη. Τα θετικά ιόντα χάλκου του ηλεκτρολύτη σουφρίτη χάλκου έρχονται σε επαφή με το εσωτερικό τοίχωμα του κυπέλλου χάλκου, όπου παίρνουν ηλεκτρόνια μέσω αποκατάστασης και γίνονται άτομα χάλκου και κατατοποθετούνται στο τοίχωμα.

Λειτουργία του Κελί Daniell

Επιτρέψτε μας να εξηγήσουμε τη λειτουργική αρχή του κελιού βήμα προς βήμα για καλύτερη κατανόηση.

Στη διαλελυμένη λύση οξύ σουφρίτη υπάρχουν H+ και SO4– – ιόντα.

Τα H+ ιόντα βγαίνουν στη λύση σουφρίτη χάλκου μέσω του τοίχου του περιδιαφανούς δοχείου. Τα ιόντα σουφρίτη του διαλελυμένου οξύ σουφρίτη αντιδρούν με το ράβδο ζινκ, όπου τα Zn++ ιόντα ενώνονται με SO4— ιόντα και δημιουργούν σουφρίτη ζινκ (ZnSO4). Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης οξείδωσης, κάθε άτομο ζινκ αφήνει δύο ηλεκτρόνια στο ράβδο ζινκ. Επομένως, το ράβδο ζινκ γίνεται αρνητικά φορτισμένο, δηλαδή συμπεριφέρεται ως η κάθοδος της μπαταρίας.

Τα ιόντα υδρογόνου (H+) στη λύση σουφρίτη χάλκου δημιουργούν οξύ σουφρίτη (H2SO4) και τα ιόντα χάλκου (Cu++) έρχονται στο τοίχωμα του εξωτερικού κυπέλλου χάλκου.

Τα ιόντα χάλκου κατατοποθετούνται στο τοίχωμα του κυπέλλου χάλκου ως μέταλλο χάλκου παίρνοντας ηλεκτρόνια από το κύπελλο. Ως αποτέλεσμα, το κύπελλο χάλκου γίνεται θετικά φορτισμένο, δηλαδή αυτό το κύπελλο είναι η ανόδος του Κελί Daniell. Τώρα, αν συνδέσουμε ένα εξωτερικό φορτίο μεταξύ του κεντρικού ράβδου ζινκ και του περιφερειακού τοίχωμα του κυπέλλου χάλκου, τα ηλεκτρόνια ξεκινούν να ρέουν από το ράβδο ζινκ προς το κύπελλο χάλκου.

Στο Κελί Daniell, μπορούμε να αποφύγουμε το πρόβλημα της πολάρωσης, το οποίο είναι το κύριο πρόβλημα του Κελί Voltaic. Επειδή το υδρογόνο δεν κατατοποθετείται στην ανόδο, διότι δημιουργεί οξύ σουφρίτη πριν φτάσει στην ανόδο (το τοίχωμα του κυπέλλου χάλκου), δεν θα υπάρξει στρώμα υδρογόνου στην ανόδο που να εμποδίζει την αποκαταστασική αντίδραση.

Δήλωση: Σεβαστείτε το πρωτότυπο, καλά άρθρα αξίζουν να μοιραστούν, αν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων παρακαλώ επικοινωνήστε για διαγραφή.