ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПЕРВИЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Примером такого элемента служит элемент Даниэля — Якоби. Окислитель и восстановитель входят непосредственно в состав гальванического элемента и расходуется в процессе его работы. После расхода реагентов элемент не может больше работать. Таким образом, это источник тока одноразового действия непрерывного или с перерывами , поэтому его еще называют первичным химическим источником тока. Гальванический элемент характеризует ЭДС, напряжением, мощностью, емкостью и энергией, которую он может отдать во внешнюю цепь, а также сохраняемостью.

ЭДС элемента определяется термодинамическими функциями протекающих в нем процессов, напряжения элемента и меньше ЭДС из-за поляризации электродов и омических потерь:

где — ЭДС элемента; — ток; — сопротивление проводников первого и второго рода внутри эл-та; — поляризация эл-та, равная сумме анодной и катодной поляризаций.

По мере работы элемента уменьшается концентрация исходных реагентов и увеличивается концентрация продуктов реакции, поэтому в соответствии с уравнением Нернста ЭДС эл-та уменьшается.

Кроме того, возрастает поляризация элемента. Поэтому при разряде элемента напряжение его постепенно снижается. Кривая изменения напряжения во времени в процессе разряда называется разрядной кривой элемента. Чем меньше меняется напряжение при разряде элемента, тем больше возможностей его применения.

Емкость элемента — это количество электричества, которое источник тока отдает при разряде. Она определяется массой запасенных в элементе реагентов и степенью их превращения. Энергия элементаравна произведению его емкости на напряжения. Она возрастает с увеличением количества вещества реагентов и с увеличением температуры.

Сохраняемостьюназывается срок хранения элементов, в течение которого его характеристики остаются в заданных приделах. Ухудшение характеристик элементов вызывается коррозией электрода и другими побочными реакциями. С увеличение температуры сохраняемость элементов уменьшается.

Наиболее массовым является производство марганцово-цинковых элементов, широко применяемых для питания радиоаппаратуры, магнитофонов, карманных фонарей и т.д. Анодом в элементе служит цинковый электрод, катодом - электрод из смеси оксида марганца с графитом, токоотводом - графит. В качестве электролита используется паста NH₄Cl + крахмал. Схема элемента:

Суммарное уравнение гальванического элемента:

Такие элементы достаточно дешевы, но имеют низкие характеристики. В настоящее время ведутся разработки новых конструкций гальванических элементов и достаточно успешно.