Химические источники тока

История изучения гальванических процессов

Луиджи Гальвани

Явление возникновения электрического тока при контакте разных металлов было открыто итальянским физиологом, профессором медицины Болонского университета (г. Болонья, Италия) — Луиджи Гальвани в году: Гальвани описал процесс сокращения мышц задних лапок свежепрепарированной лягушки, закреплённых на медных крючках, при прикосновении стального скальпеля. Наблюдения были истолкованы первооткрывателем как проявление «животного электричества».

Итальянский физик и химик Алессандро Вольта, заинтересовавшись опытами Гальвани, увидел совершенно новое явление — создание потока электрических зарядов. Проверяя точку зрения Гальвани, А. Вольта проделал серию опытов и пришёл к выводу, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие цепи из разных проводников в жидкости. В подтверждение — А. Вольта заменил лапку лягушки изобретённым им электрометром и повторил все действия.
В 1800 году А. Вольта впервые публично заявляет о своих открытиях на заседании Лондонского королевского общества. В его эксперименте проводник второго класса (жидкий) находится в середине и соприкасается с двумя проводниками первого класса из двух различных металлов. Вследствие этого возникает электрический ток того или иного направления.

В 1802 году русский физик Василий Владимирович Петров сконструировал самую большую в мире гальваническую батарею, состоявшую из 4200 медных и цинковых кружков диаметром около 35 миллиметров и толщиной около 2,5 миллиметра, между которыми были размещены бумажные, пропитанные раствором нашатыря. Именно Петровым впервые была применена изоляция (с помощью сургуча). Вся конструкция была помещена в ящик из твердой древесины красного дерева, покрытый изолирующим слоем из различных смол. По современным оценкам, батарея Петрова давала напряжение около 1500В. Русский учёный исследовал свойства этой батареи как источника тока и показал, что действие её основано на химических процессах между металлами и электролитом. М. А. Шателен отмечал, что опыты Петрова можно считать исследованиями, положившими начало современной электрометаллургии в дуговых печах. Построенную батарею Петров использовал для создания электрической дуги и опытов с ней. Результаты его работы были подробно изложены в труде «Известия о гальвани-вольтовских опытах», увидевшем свет в 1803 году.

Достоинства и недостатки гальваники. Сравнение с горячим методом.

Как мы уже знаем, металл на поверхность можно наносить разными способами. Например, самый распространенный — горячий метод. Это когда изделие погружают в огромный бассейн расплавленного металла. Сравним его с гальваникой.

Достоинства гальваники:

1)Можно максимально точно задавать толщину покрытия (точность до 1 мкм). В то время как у горячего метода толщина 200-400 мкм

Это особенно важно для высокоточных изделий. Будет неприятно, если из-за толстого покрытия Ваше изделие не пройдет в сборку по допускам

2)Множество покрытий. Гальванически можно нанести более 40 различных металлов, горячим методом не более 10.

3)Настройка процесса. В гальванике можно корректировать расвтор для получения покрытия с разными свойствами (например, блестящее или матовое хромирование).

4)Равномерность покрытия. Часто в изделиях с большим количеством внутренних полостей горячим методом невозможно достичь равномерную прокрываемость полостей, иногда полости остаются без покрытия вообще. В гальванике все равномерно.

Недостатки гальваники:

1)Низкая производительность. Относительно горячего метода, которым можно покрывать сотни тонн изделий в сутки. Гальванику дольше настраивают.

2)Высокая цена. Исходя из низкой производительности. Гальваника всегда дороже горячего метода, просто потому что требования к покрытию выше.

3)Требования к техническому заданию. Если Вы хотите качественное нанесение покрытия – максимально подробно опишите требования. Если не знать, что ты хочешь – получишь точно не то.

4)Редко подходит для особо-крупных изделий. Если у изделия большая площадь – на покрытие потребуется огромное количество тока. Мало предприятий в России имеют такие производственные мощности.

Сфера применения

К производству гальванических элементов выдвигают ряд требований. Корпус батареек должен быть надёжным и герметичным. Электролит не должен вытекать, а также нельзя допускать попадания внутрь устройства посторонних веществ. В некоторых случаях при вытекании жидкости она загорается. Повреждённый элемент нельзя использовать. Габариты у всех батареек практически одинаковы, отличаются только размеры аккумуляторов. Элементы могут иметь разную форму: цилиндрическую, призматическую или дисковую.

Сферы применения батареек многочисленны:

  • цифровая техника;
  • детские игрушки;
  • медицинские приборы;
  • оборонная и авиационная промышленность;
  • космическое производство.

ГОСТ 2.768-90 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Источники электрохимические, электротермические и тепловые, ГОСТ от 26 октября 1990 года №2.768-90

ГОСТ 2.768-90

Группа Т52

МКС 01.080.40 31.180 ОКСТУ 0002

Дата введения 1992-01-01

1. ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам

2. Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 26.10.90 N 2706 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 653-89 “Единая система конструкторской документации СЭВ. Обозначения условные графические в электрических схемах. Источники электрохимические, электротермические и тепловые” введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.01.92

3. СТАНДАРТ СООТВЕТСТВУЕТ стандарту МЭК 617-6-83 в части табл.1, 3, 4, за исключением пп.3-5 табл.1 и п.4 табл.3, и стандарту МЭК 617-8-83 в части табл.2, за исключением п.2 табл.2

4. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2004 г.Настоящий стандарт распространяется на схемы изделий всех отраслей промышленности, выполняемые вручную или автоматизированным способом, и устанавливает условные графические обозначения электрохимических, электротермических и тепловых источников и генераторов мощности.

1. Условные графические обозначения электрохимических источников

1. Условные графические обозначения электрохимических источников должны соответствовать приведенным в табл.1.

Таблица 1

Наименование

Обозначение

1. Гальванический элемент (первичный или вторичный)

Примечание. Допускается знаки полярности не указывать

2. Батарея, состоящая из гальванических элементов

Примечание. Батарею из гальванических элементов допускается обозначать так же, как в п.1. При этом над обозначением проставляют значение напряжения батареи, например напряжение 48 В

3. Батарея с отводами от элементов, например батарея номинального напряжения 12 В, номинальной емкости 84 А·ч с отводами 10 В и 8 В

4. Батарея, состоящая из гальванических элементов с переключаемым отводом

5. Батарея, состоящая из гальванических элементов с двумя переключаемыми отводами, например батарея номинального напряжения 120 В с номинальной емкостью 840 А·ч

2. Условные графические обозначения электротермических источников

2. Условные графические обозначения электротермических источников должны соответствовать приведенным в табл.2.

Таблица 2

Наименование

Обозначение

1. Термоэлемент (термопара)

2. Батарея из термоэлементов, например, с номинальным напряжением 80 В

3. Термоэлектрический преобразователь с контактным нагревом

4. Термоэлектрический преобразователь с бесконтактным нагревом

Допускается не зачернять или опускать окружности в условных графических обозначениях электротермических источников.

3. Условные графические обозначения источников тепла

3. Условные графические обозначения источников тепла должны соответствовать приведенным в табл.3.

Таблица 3

Наименование

Обозначение

1. Источник тепла, основной символ (06-17-01)

2. Радиоизотопный источник тепла (06-17-02)

3. Источник тепла, использующий горение (06-17-03)

4. Источник тепла, использующий неионизирующее излучение

4. Условные графические обозначения генераторов мощности

4. Условные графические обозначения генераторов мощности должны соответствовать приведенным в табл.4.

Таблица 4

Наименование

Обозначение

1. Генератор мощности, основной символ (06-16-01)

2. Термоэлектрический генератор с источником тепла, использующим горение (06-18-01)

3. Термоэлектрический генератор с источником тепла, использующим неионизирующее излучение (06-18-02)

4. Термоэлектрический генератор с радиоизотопным источником тепла (06-18-03)

5. Термоионический полупроводниковый генератор с источником тепла, использующим неионизирующее излучение (06-18-04)

6. Термоионический полупроводниковый генератор с радиоизотопным источником тепла (06-18-05)

7. Генератор с фотоэлектрическим преобразователем (06-18-06)

Примечания:

1. Числовые обозначения, указанные в скобках после наименования или под условным графическим обозначением, по Международному идентификатору.

2. Соотношения размеров (на модульной сетке) основных условных графических обозначений приведены в приложении.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). Соотношение размеров основных условных графических обозначений

ПРИЛОЖЕНИЕ Справочное

Наименование

Обозначение

1. Гальванический элемент

2. Термоэлемент (термопара)

3. Бесконтактный нагрев термоэлектрического преобразователя

4. Термоэлектрический генератор с источником тепла, использующим горение

Электронный текст документаподготовлен АО “Кодекс” и сверен по:официальное издание ЕСКД. Обозначения условные графическиев схемах: Сб. ГОСТов. -М.: ИПК Издательство стандартов, 2005

Принцип действия

Учёные помещали в ёмкости с кислотой медную и цинковую пластинку. Их соединяли проводником, на первой образовывались пузырьки газа, вторая начинала растворяться. Это доказывало то, что по проводнику протекает электрический ток. После Гальвани опытами занялся Вольт. Он создал элемент цилиндрической формы, похожий на вертикальный столбец. В его составе были цинковые, медные и суконные кольца, предварительно пропитанные кислотой. Первый элемент имел высоту в 50 см, и выработанное им напряжение чувствовалось человеком.

Принцип работы заключается в том, что два вида металла в электролитической среде вступают во взаимодействие, в результате которого по внешней цепи начинает проходить ток. Современные гальванические элементы и аккумуляторы называют батарейками. Их напряжение зависит от используемого металла. Устройство помещено в цилиндр из мягкой жести. В качестве электродов выступают сетки с окислительным и восстановительным напылением.

Преобразование химической энергии в электричество исключает возможность восстановления свойств батареек. Ведь при работе элемента реагенты расходуются, из-за чего уменьшается ток. Восстановителем обычно служит отрицательный вывод из лития или цинка. Во время функционирования он теряет электроны. Положительную часть изготавливают из металлических солей или оксида магния, она выполняет работу окислителя.

История

В 1780 г. Луиджи Гальвани обнаружил, что когда два разных металла (например, медь и цинк) контактируют, а затем оба одновременно касаются двух разных частей мышцы лягушачьей ноги, замыкается цепь, лягушка сокращается.Он назвал это «животное электричество». Нога лягушки, будучи датчиком электрического тока, была также электролит (говоря языком современной химии).

Через год после того, как Гальвани опубликовал свою работу (1790 г.), Алессандро Вольта показали, что в лягушке не было необходимости, используя вместо этого силовой детектор и пропитанную рассолом бумагу (в качестве электролита). (Ранее Вольта установил закон емкости C = QV с силовыми детекторами). В 1799 году Вольта изобрел гальваническую батарею, которая представляет собой группу гальванических элементов, каждая из которых состоит из металлического диска, слоя электролита и диска из другого металла. Он построил его полностью из небиологического материала, чтобы бросить вызов Гальвани (и последующему экспериментатору). Леопольдо Нобили) в пользу теории электричества животных в пользу его собственной теории контактного электричества металл-металл.Карло Маттеуччи в свою очередь построил батарея полностью из биологического материала в ответ Вольте. Взгляд Вольта на контактное электричество характеризовал каждый электрод числом, которое мы теперь назвали бы работой выхода электрода. Эта точка зрения игнорировала химические реакции на границах раздела электрод-электролит, которые включают ЧАС2 формирование на более благородном металле в куче Вольты.

Хотя Вольта не понимал принцип работы батареи или гальванического элемента, эти открытия проложили путь для электрических батарей; Ячейка Вольта получила название IEEE Milestone в 1999 году.

Примерно сорок лет спустя Фарадей (см. Законы электролиза Фарадея) показал, что гальванический элемент, который теперь часто называют гальваническим элементом, имел химическую природу. Фарадей ввел новую терминологию на язык химии: электрод (катод и анод), электролит, и ион (катион и анион). Таким образом, Гальвани ошибочно полагал, что источник электричества (или источник ЭДС, или место расположения ЭДС) находится в животном, Вольта ошибочно полагал, что это было в физических свойствах изолированных электродов, но Фарадей правильно определил источник ЭДС как химические реакции. на двух поверхностях раздела электрод-электролит. Авторитетная работа по интеллектуальной истории гальванической ячейки остается работой Оствальда.

Это было предложено Вильгельм Кениг в 1940 году объект, известный как Багдадский аккумулятор может представлять технологию гальванических элементов из древних Парфия. Было показано, что реплики, наполненные лимонной кислотой или виноградным соком, производят напряжение. Однако нет уверенности, что это было его предназначением — другие ученые отмечали, что он очень похож на сосуды, которые, как известно, использовались для хранения пергаментных свитков.

Принцип действия

Основу химических источников тока составляют два электрода (отрицательно заряженный анод, содержащий восстановитель, и положительно заряженный катод, содержащий окислитель), контактирующие с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила, соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие химических источников тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно-разделённых процессов: на отрицательном аноде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи к положительному катоду, создавая разрядный ток, где они участвуют в реакции восстановления окислителя. Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идет от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода (отрицательного полюса химического источника тока) к положительному. Это соответствует протеканию электрического тока в направлении от положительного полюса к отрицательному, так как направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике.

Советуем изучить Красный черный: плюс минус, как определить полярность

В современных химических источниках тока используются:

  • в качестве восстановителя (материал анода) — свинец Pb, кадмий Cd, цинк Zn и другие металлы;
  • в качестве окислителя (материал катода) — оксид свинца(IV) PbO2, гидроксооксид никеля NiOOH, оксид марганца(IV) MnO2 и другие;
  • в качестве электролита — растворы щелочей, кислот или солей.

Как работают такие батареи

В основе работы бета-гальванических батарей лежит принцип преобразования альфа- и бета-излучений радиоактивного вещества в обычный электрический ток, питающий всю современную технику. Как заверил Нима Голшарифи, созданным компанией источникам энергии можно придавать практически любую форму, другими словами, их можно выпускать в виде привычных многим батареек различных форматов – АА, 18650, CR2032 и др.

Батарейка Nano Diamond Battery может работать тысячелетиями

Конструкция бета-гальванической батареи состоит в первую очередь из радиоактивного сердечника, который выступает в качестве источника изотопов. Нима Голшарифи подчеркнул, что сердечник изготавливается из небольшого количества переработанных ядерных отходов.

Для того чтобы сделать батареи безвредными для людей и окружающей среды, специалисты Nano Diamond Battery покрыли «фонящий» сердечник специальными нерадиоактивными синтетическими алмазами, выращенными в лабораторных условиях. Это очень дешевые в производстве аналоги обычных алмазов.

Изотопы радиоактивного элемента в процессе так называемого «неупругого рассеяния» взаимодействуют с алмазным покрытием, и в итоге энергия бета-излучения преобразуется в электрический ток.

Для чего нужна «вечная» батарея

Столь значительный период работы батарей разработчики объяснили тем, что используемое в качестве сердечника вещество может оставаться радиоактивным сотни и тысячи лет. Они отметили также, что такие батареи могут вырабатывать чрезмерно большое количество энергии, которую они предлагают хранить в дополнительной «буферной» емкости. В качестве такой емкости могут служить суперконденсаторы, а в России, как сообщал CNews, как раз научились изготавливать их из бесполезного сорного растения – борщевика.

Применение[править | править код]

  • Гальванические элементы используются в системе сигнализации, фонарях, часах, калькуляторах, аудиосистемах, игрушках, радио, автооборудовании, пультах дистанционного управления, компьютерах.
  • Аккумуляторы используются для запуска двигателей машин; возможно также и применение в качестве временных источников электроэнергии в местах, удалённых от населенных пунктов.
  • Топливные элементы применяются в производстве электрической энергии (на электрических станциях), аварийных источниках энергии, автономном электроснабжении, транспорте, бортовом питании, мобильных устройствах.

Нередко, химические источники тока применяются в составе батарей (батареек).

Виды электродов[править | править код]

В состав гальванического элемента входят электроды. Электроды бывают:

Обратимые электродыправить | править код

  • Электроды 1-го рода — электроды, состоящие из металла, погружённого в раствор его соли;
  • Электроды 2-го рода — электрод, состоящий из металла, покрытого труднорастворимой солью этого же металла, погружённый в раствор соли, который содержит общий анион с нерастворимой солью (хлорсеребряный электрод, каломельный электрод, металл-оксидные электроды);
  • Электроды 3-го рода — электроды, состоящие из двух нерастворимых осадков электролитов: в менее растворимом есть катион, который образуется из металла электрода, а в более растворимом — есть общий анион с первым осадком;
  • Газовые электроды — электроды, состоящие из неактивного металла в растворе и газа (кислородный электрод, водородный электрод);
  • Амальгамные электроды — электроды, состоящие из раствора металла в ртути;
  • Окислительно-восстановительные электроды — электроды, состоящие из неактивного металла (ферри-ферро-электрод, хингидронный электрод).

Ионоселективные мембранные электродыправить | править код

  • Электроды с ионообменной мембраной с фиксированными зарядами — стеклянный электрод;
  • Электроды, состоящие из жидких ассоциированных ионитов;
  • Электроды с мембраной на основе мембраноактивных комплексонов;
  • Электроды с моно- и поликристаллической мембранами.

Литиевая батарейка

Литий-марганцевая диоксид батарейка -это относительно недавняя разработка, использующая преимущества высокого электродного потенциала и плотности энергии металлического лития. Она предлагает значительно большую плотность энергии и емкость, чем “щелочная” и угольная, при относительно небольшом увеличении стоимости.

Литий находится в форме очень тонкой фольги и запрессован внутри банки из нержавеющей стали, чтобы сформировать отрицательный электрод.

Положительный электрод – диоксид марганца, смешанный с углеродом для улучшения его проводимости, а электролит-перхлорат лития растворен в пропиленкарбонате.

Номинальное напряжение на клеммах литиевого элемента составляет 3,0 в, что в два раза больше, чем у “щелочных” и других гальванических элементов. Он также имеет очень низкую скорость саморазряда, что дает ему очень длительный срок хранения. Внутреннее сопротивление также довольно низкое и остается таким в течение всего срока службы.

Литиевая батарея хорошо работает при низких температурах, даже ниже -60 °C, и передовые разработки используют их в спутниках связи, космических аппаратах, военных и медицинских приложениях. Медицинские приложения, требующие длительного срока службы критически важных устройств, таких как искусственные кардиостимуляторы и другие имплантируемые электронные медицинские устройства, используют специализированные литий-ионные батареи, которые могут работать в течение многих лет.

Литиевые гальванические элементы батарейки подходят для менее важных применений для работы с игрушками, часами и камерами. Хотя литиевые батареи стоят дороже, они обеспечивают более длительный срок службы, чем “щелочные” батареи, и сводят к минимуму их замену.

На практике, однако, напряжение на клеммах уменьшается по мере уменьшения заряда. Именно по этой причине, в отличие от вторичных батарей, первичные, как правило, не получают спецификации емкости ни в ампер-часах, ни в миллиампер-часах от большинства производителей вместо этого обычно задается только максимальный ток разряда.
Литиевые гальванические элементы обладают значительно большей плотностью энергии и емкостью, чем “щелочные” и другие первичные батареи; они обеспечивают более высокое (примерно в два раза) напряжение на клеммах по сравнению с другими первичными элементами, и напряжение на клеммах остается почти постоянным в течение всего срока службы.

Буквенные обозначения

В электрических схемах помимо графических обозначений также используются буквенные, поскольку без последних чтение чертежей будет довольно проблематичным. Буквенно-цифровая маркировка так же, как и УГО регулируется нормативными документами, для электро это ГОСТ 7624 55. Ниже представлена таблица с БО для основных компонентов электросхем.

Буквенные обозначения основных элементов

К сожалению, размеры данной статьи не позволяют привести все правильные графические и буквенные обозначения, но мы указали нормативные документы, из которых можно получить всю недостающую информацию. Следует учитывать, что действующие стандарты могут меняться в зависимости от модернизации технической базы, поэтому, рекомендуем отслеживать выход новых дополнений к нормативным актам.

Электрохимическая термодинамика реакций гальванических элементов

Электрохимические процессы в гальваническом элементе происходят из-за того, что реагенты с высокой свободной энергией (например, металлический Zn и гидратированная Cu2+ в ячейке Даниэля) преобразуются в продукты с меньшей энергией (металлическая Cu и гидратированный Zn2+ в этом примере). Разница в энергиях когезии решетки электродных металлов иногда является доминирующим энергетическим драйвером реакции, особенно в ячейке Даниэля. Металлические Zn, Cd, Li и Na, не стабилизированные d-орбитальный связь, имеют более высокие энергии когезии (т.е.они более слабо связаны), чем все переходные металлы, включая Cu, и поэтому полезны в качестве анодных металлов с высокой энергией.

Разница между энергиями ионизации металлов в воде это другой энергетический вклад, который может запустить реакцию в гальваническом элементе; это не важно в ячейке Даниэля, потому что энергии гидратированной Cu2+ и Zn2+ ионы оказываются похожими. Оба атомных переноса, например цинка с металлического электрода в раствор и перенос электронов от атомов металла или к ионам металлов играют важную роль в гальваническом элементе

Концентрационные ячейки, электроды и ионы которого сделаны из одного металла и которые двигаются за счет увеличения энтропии и уменьшения свободной энергии по мере выравнивания концентраций ионов, показывают, что электроотрицательность различие металлов не является движущей силой электрохимических процессов.

Гальванические элементы и батареи обычно используются в качестве источника электроэнергии. Энергию получают от растворения металла с высокой энергией когезии при осаждении металла с более низкой энергией и / или от осаждения ионов металла с высокой энергией, когда ионы с более низкой энергией переходят в раствор.

Количественно электрическая энергия, производимая гальваническим элементом, приблизительно равна стандартной разнице свободной энергии реагентов и продуктов, обозначенной как Δрграммо. В ячейке Даниэля большая часть электрической энергии Δрграммо = -213 кДж / моль можно отнести к разнице в -207 кДж / моль между энергиями когезии решеток Zn и Cu.

Применение

  • Гальванические элементы используются в системе сигнализации, фонарях, часах, калькуляторах, аудиосистемах, игрушках, радио, автооборудовании, пультах дистанционного управления, компьютерах.
  • Аккумуляторы используются для запуска двигателей машин; возможно также и применение в качестве временных источников электроэнергии в местах, удалённых от населенных пунктов.
  • Топливные элементы применяются в производстве электрической энергии (на электрических станциях), аварийных источниках энергии, автономном электроснабжении, транспорте, бортовом питании, мобильных устройствах.

Нередко, химические источники тока применяются в составе батарей (батареек).

Половина реакции и условности

В полуячейке металл пополам состояния окисления. Внутри изолированной полуячейки находится Снижение окисления (окислительно-восстановительная) реакция, которая находится в химическое равновесие, условие, символически записанное следующим образом (здесь «M» представляет катион металла, атом, который имеет дисбаланс заряда из-за потери «п«электроны):

Mп+ (окисленные виды) + пе− ⇌ M (редуцированные виды)

Гальванический элемент состоит из двух полуэлементов, так что электрод одного полуэлемента состоит из металла A, а электрод другого полуэлемента состоит из металла B; Таким образом, окислительно-восстановительные реакции для двух отдельных полуэлементов:

Ап+ + пе− ⇌ А
Bм+ + ме− ⇌ B

Общая сбалансированная реакция

м А + п Bм+ ⇌ п B + м Ап+

Другими словами, атомы металла одной полуячейки окисляются, а катионы металлов другой полуячейки восстанавливаются. Разделив металлы на две полуячейки, их реакцией можно управлять таким образом, чтобы обеспечить перенос электронов через внешнюю цепь, где они могут быть полезными. работай.

Электроды соединяются металлической проволокой по порядку проводить электроны, участвующие в реакции.

В одной полуячейке растворенные катионы металла-B объединяются со свободными электронами, которые доступны на границе раздела между раствором и электродом металла-B; эти катионы тем самым нейтрализуются, заставляя их осадок из раствора в виде отложений на электроде металла-B, процесс, известный как покрытие.
Эта реакция восстановления заставляет свободные электроны по всему электроду металла-B, проволоке и электроду металла-A втягиваться в электрод металла-B. Следовательно, электроны отталкиваются от некоторых атомов электрода металла-A, как если бы катионы металла-B реагировали с ними напрямую; эти атомы металла-A становятся катионами, которые растворяются в окружающем растворе.
По мере продолжения этой реакции в полуячейке с электродом металла-A образуется положительно заряженный раствор (потому что в нем растворяются катионы металла-A), в то время как в другой полуячейке образуется отрицательно заряженный раствор (поскольку катионы металла-B выпадать из него в осадок, оставляя после себя анионы); неослабевая, этот дисбаланс в ответственности остановит реакцию. Растворы полуэлементов соединены солевым мостиком или пористой пластиной, которая позволяет ионам переходить от одного раствора к другому, что уравновешивает заряды растворов и позволяет реакции продолжаться.

По определению:

  • В анод — электрод, на котором происходит окисление (потеря электронов) (электрод металл-А); в гальваническом элементе это отрицательный электрод, потому что при окислении электроны остаются на электроде. Эти электроны затем проходят через внешнюю цепь к катоду (положительный электрод) (в то время как при электролизе электрический ток движет поток электронов в противоположном направлении, а анод является положительным электродом).
  • В катод — электрод, на котором происходит восстановление (усиление электронов) (электрод металл-В); в гальваническом элементе это положительный электрод, так как ионы восстанавливаются, забирая электроны с электрода и снимая пластину (в то время как при электролизе катод является отрицательной клеммой и притягивает положительные ионы из раствора). В обоих случаях утверждение КотХод привлекает Котions ‘верно.

Гальванические элементы по своей природе производят постоянный ток. В Клетка Вестона имеет анод, состоящий из кадмий Меркурий амальгама, и катод из чистой ртути. Электролит представляет собой (насыщенный) раствор сульфат кадмия. В деполяризатор представляет собой пасту сульфата ртути. Когда раствор электролита насыщен, напряжение ячейки очень воспроизводимо; следовательно, в 1911 году он был принят как международный стандарт напряжения.

Батарея — это набор гальванических элементов, которые соединены вместе и образуют единый источник напряжения. Например, типичный 12В свинцово-кислотная батарея имеет шесть подключенных гальванических ячеек последовательно с анодами из свинца и катодами из диоксида свинца, оба погружены в серную кислоту. Большой аккумуляторные, например, в обмен телефонами Обеспечивая питание телефонов пользователей центрального офиса, ячейки могут быть подключены как последовательно, так и параллельно.

Обсуждение с заказчиком технического задания и подготовка электролита.

Изделие нельзя просто начать покрывать, как только его привез клиент. Обязательно требуется техническое задание (ТЗ) на гальваническое покрытие. Оно составляется исходя из целей клиента. Что он хочет в конечном итоге получить? Его цель – красивый сувенир, который будет лежать на полке – выбираем хром или никель. Цель – защита стального изделия от коррозии на 20 лет – выбираем цинк. Цель – хорошая электропроводность шины в электротехническом шкафу – наш вариант олово/серебро/никель. И т.д.

Здесь же требуется оговорить толщину покрытия. Чем больше толщина — тем лучше покрытие защищает изделие, но и цена покрытия выше. 

Если ТЗ на гальванику у Заказчика не имеется — достаточно словестного описание, какие свойства необходимы для изделия. Или в каких условяих будет работать деталь. Грамотный менеджер сам подберет гальваническое покрытие. Вы можете позвонить в наш офис для бесплатной консультации.

Подготовка электролита. Гальванические предприятия работают на заранее приготовленных штатных электролитах. Растворы надежны, проверены и подходят для большинства заказов. Но в ряде случаев требуется развести персональный раствор для достижения определенных характеристик покрытия. Перед каждым запуском нового заказа в работу инженеры анализируют, подойдет ли штатный раствор или нужен персональный.