Pojęcia i teoria

Ten rozdział przedstawia parę pojęć dotyczących ogniw. Nie ma tu rzeczy podstawowych, które można znaleźć w każdym podręczniku.

Akumulator

Akumulator, urządzenie do magazynowania energii. W fazie ładowania jest przetwornicą energii (np. prądnicą) gromadzi energię, którą następnie oddaje, w fazie rozładowywania, odbiornikowi (np. latarce). W zależności od rodzaju magazynowanej energii rozróżniamy m.in. akumulatory: bezwładnościowe, cieplne, hydrauliczne, pneumatyczne i najczęściej stosowane akumulatory elektryczne. Akumulatory łączy się szeregowo w baterie, by uzyskać wyższe napięcie znamionowe. W najczęstszym użyciu są akumulatory kwasowe (ołowiowe) i zasadowe (niklowo-żelazowe, srebrowo-cynkowe, niklowo-kadmowe). Stosuje się je m.in. do zasilania przenośnej aparatury różnego typu (np. pomiarowej), silników napędzających wózki elektryczne oraz urządzeń elektrycznych i elektronicznych w pojazdach.

Bateria

Bateria, zespół identycznych lub podobnych elementów technicznych: urządzeń, przyrządów, źródeł energii itp., połączonych w jeden układ i pracujących jako całość. Dzięki zsumowania efektów działania swych części składowych pozwala zwiększyć moc, temperaturę, wydajność, wartość napięcia elektrycznego (np. bateria grzewcza, bateria koksownicza, bateria akumulatorowa) lub uzyskać inne efekty niemożliwe albo trudne do osiągnięcia w urządzeniach izolowanych (np. bateria wodociągowa, czyli zespół dwóch kurków w jednym korpusie - umożliwia mieszanie się zimnej i gorącej wody w jednym strumieniu).

Klucz elektrolityczny

Klucz elektrolityczny, mostek elektrolityczny, połączenie półogniw, najczęściej szklana rurka wygięta w kształcie litery U (tzw. U-rurka), wypełniona roztworem elektrolitu, np. chlorku potasu, z przegrodami porowatymi na końcach. Klucz elektrolityczny stosuje się w celu uniemożliwienia szybkiego mieszania się roztworów elektrolitów w obu półogniwach tworzących ogniwo (ogniwo elektrochemiczne

Potencjał standardowy ogniwa

Potencjał standardowy, standardowy potencjał półogniwa, siła elektromotoryczna ogniwa zestawionego z danego półogniwa, zawierającego jony o jednostkowej aktywności, oraz standardowej elektrody wodorowej. Stabelaryzowane potencjały standardowe umożliwiają obliczenie siły elektromotorycznej dowolnego ogniwa elektrochemicznego oraz powinowactwa chemicznego reakcji, która w nim zachodzi.

Szereg elektrochemiczny

Nazwa pierwiastka	Symbol pierwiastka	Potencjał	Reakcja przebiegająca na elektrodzie
Lit	Li	-3,00V	Li Li+ + e
Rubid	Rb	-2,97V	Rb Rb+ + e
Potas	K	-2,92V	K K+ + e
Rad	Ra	-2,92V	Ra Ra2+ + 2e
Bar	Ba	-2,90V	Ba Ba2+ + 2e
Stront	Sr	-2,89V	Sr Sr2+ + 2e
Wapń	Ca	-2,84V	Ca Ca2+ + 2e
Sód	Na	-2,71V	Na Na+ + e
Lantan	La	-2,52V	La La3+ + 3e
Magnez	Mg	-2,38V	Mg Mg2+ + 2e
Itr	Y	-2,37V	Y Y3+ + 3e
Beryl	Be	-1,70V	Be Be2+ + 2e
Glin	Al	-1,66V	Al Al3+ + 3e
Niob	Nb	-1,1V	Nb Nb3+ + 3e
Mangan	Mn	-1,05V	Mn Mn2+ + 2e
Cynk	Zn	-0,76V	Zn Zn2+ + 2e
Chrom	Cr	-0,71V	Cr Cr3+ + 3e
Gal	Ga	-0,56V	Ga Ga3+ + 3e
Żelazo	Fe	-0,44V	Fe Fe2+ + 2e
Kadm	Cd	-0,40V	Cd Cd2+ + 2e
Tal	Tl	-0,33V	Tl Tl+ + e
Ind	In	-0,33V	In In3+ + 3e
Kobalt	Co	-0,28V	Co Co2+ + 2e
Nikiel	Ni	-0,24V	Ni Ni2+ + 2e
Molibden	Mo	-0,20V	Mo Mo3+ + 3e
Cyna	Sn	-0,14V	Sn Sn2+ + 2e
Ołów	Pb	-0,13V	Pb Pb2+ + 2e
Wodór	H	0V	H2 2H+ + 2e
Antymon	Sb	+0,2V	Sb Sb3+ + 3e
Bizmut	Bi	+0,23V	Bi Bi3+ + 3e
Miedź	Cu	+0,37V	Cu Cu2+ + 2e
Ruten	Ru	+0,45V	Ru Ru2+ + 2e
Srebro	Ag	+0,8V	Ag Ag+ + e
Osm	Os	+0,85V	Os Os2+ + 2e
Rtęć	Hg	+0,85V	Hg Hg2+ + 2e
Pallad	Pd	+0,85V	Pd Pd2+ + 2e
Iryd	Ir	+1,15V	Ir Ir3+ + 3e
Platyna	Pt	+1,2V	Pt Pt2+ + 2e
Złoto	Au	+1,42V	Au Au3+ + 3e

Autor: Piotr Gogolewski ffffffffffffffffffff

[^^^Na górę strony^^^]

Siła Elektromotoryczna ogniwa - SEM

Siła elektromotoryczna ogniwa, SEM, różnica potencjałów dwóch półogniw otwartego ogniwa elektrochemicznego (przez ogniwo nie płynie prąd, znajduje się ono w stanie równowagi). Źródłem SEM są reakcje przebiegające w półogniwach (ich suma nosi nazwę reakcji ogniwa). SEM zależy od aktywności jonowej składników półogniw, temperatury i ciśnienia. Może być wyliczona z równania Nernsta: gdzie: E⁰ - standardowa SEM ogniwa równa różnicy potencjałów standardowych półogniwa prawego i lewego, R - stała gazowa, T - temperatura bezwzględna, n - liczba elektronów wymienianych podczas jednego stechiometrycznego przebiegu reakcji ogniwa, F - stała Faradaya (elektroliza), a_L, a_M - aktywności produktów, a_A, a_B aktywności substratów, l, m, a, b - wykładniki potęgowe równe współczynnikom stechiometrycznym w równaniu reakcji ogniwa. Znak SEM jest dodatni, gdy zapis reakcji ogniwa (a więc i schematu ogniwa) odpowiada jej samorzutnemu przebiegowi.

Standardowe półogniwo wodorowe - SPW

Aby dokonywać pomiarów różnic potencjałów dwóch półogniw jest konieczne wyznaczenie punktu odniesienia. Takim punktem jest SPW. Półogniwo wodorowe nosi nazwę standardowego gdy:

stężenie jonów wodorowych wynosi 1mol/dm³,

ciśnienie wodoru równe jest 1013 hPa. Półogniwu o takich właściwościach przypisuje się potencjał równy zeru w każdej temperaturze.
W półogniwie powstaje równowaga chemiczna w postaci H_2(g)<=>2H⁺+2e^-.

[^^^Na górę strony^^^]

Ogniwa regenerowalne

Patrz: akumulatory

Ogniwa nieregenerowalne

Popularnie nazywane właśnie ogniwami. Mogą być wykorzystane jednokrotnie. Patrz: baterie

Anoda

1) w ogniwie galwanicznym elektroda pobierająca elektrony z obszaru międzyelektrodowego; zachodzi na niej reakcja utleniania; jest elektrodą ujemną;
2) w przyrządzie elektronicznym (np. lampie elektronowej, tranzystorze) lub elektrycznym (np. elektrolizerze) elektroda odprowadzająca ujemne nośniki prądu z obszaru międzyelektrodowego; połączona z dodatnim biegunem zewnętrznego źródła prądu –jest elektrodą dodatnią.

Katoda

1) w ogniwie galwanicznym elektroda oddająca elektrony do obszaru międzyelektrodowego; zachodzi na niej proces redukcji; jest elektrodą dodatnią;
2) w przyrządzie elektronicznym (np. lampie elektronowej, tranzystorze) lub elektrycznym (np. elektrolizerze) elektroda doprowadzająca ujemne nośniki prądu do obszaru międzyelektrodowego; połączona z ujemnym biegunem zewnętrznego źródła prądu - jest elektrodą ujemną

[......... This site was made ........]
[... by Maciej 'Wichura' Raczyński ...]
[.......] mail to webdesigner [.......]