गैल्वेनिक सेल का आरेख बनाने के लिए, इसकी क्रिया के सिद्धांत, संरचनात्मक विशेषताओं को समझना आवश्यक है।
उपभोक्ता शायद ही कभी बैटरी और बैटरी पर ध्यान देते हैं, जबकि इन बिजली स्रोतों की सबसे अधिक मांग है।
रासायनिक वर्तमान स्रोत
गैल्वेनिक सेल क्या है? इसका सर्किट इलेक्ट्रोलाइट पर आधारित होता है। डिवाइस में एक छोटा कंटेनर शामिल होता है जहां इलेक्ट्रोलाइट स्थित होता है, विभाजक सामग्री द्वारा adsorbed। इसके अलावा, दो गैल्वेनिक कोशिकाओं की योजना कैथोड और एनोड की उपस्थिति मानती है। ऐसी गैल्वेनिक सेल का नाम क्या है? दो धातुओं को आपस में जोड़ने वाली योजना एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया का सुझाव देती है।
सबसे सरल गैल्वेनिक सेल
इसका तात्पर्य विभिन्न धातुओं से बनी दो प्लेटों या छड़ों की उपस्थिति से है, जो एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट घोल में डूबी हुई हैं। इस गैल्वेनिक सेल के संचालन के दौरान, एनोड पर एक ऑक्सीकरण प्रक्रिया की जाती है, जो इलेक्ट्रॉनों की वापसी से जुड़ी होती है।
कैथोड पर - रिकवरी, साथ मेंनकारात्मक कणों की स्वीकृति। बाहरी सर्किट के माध्यम से ऑक्सीडाइज़र को कम करने वाले एजेंट से इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है।
गैल्वेनिक सेल का एक उदाहरण
गैल्वेनिक सेल के इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बनाने के लिए, उनके मानक इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल्य जानना आवश्यक है। आइए कॉपर-जिंक गैल्वेनिक सेल के एक प्रकार का विश्लेषण करें जो जिंक के साथ कॉपर सल्फेट की बातचीत के दौरान जारी ऊर्जा के आधार पर संचालित होता है।
यह गैल्वेनिक सेल, जिसकी योजना नीचे दी जाएगी, जैकोबी-डैनियल सेल कहलाती है। इसमें एक कॉपर प्लेट शामिल है, जिसे कॉपर सल्फेट (कॉपर इलेक्ट्रोड) के घोल में डुबोया जाता है, और इसमें एक जिंक प्लेट भी होती है, जो इसके सल्फेट (जिंक इलेक्ट्रोड) के घोल में होती है। समाधान एक दूसरे के संपर्क में हैं, लेकिन उनके मिश्रण को रोकने के लिए, तत्व झरझरा सामग्री से बने विभाजन का उपयोग करता है।
ऑपरेशन सिद्धांत
एक गैल्वेनिक सेल कैसे कार्य करता है, जिसका सर्किट Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu है? इसके संचालन के दौरान, जब विद्युत परिपथ बंद हो जाता है, तो धातु जस्ता के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया होती है।
नमक के घोल के साथ इसकी संपर्क सतह पर, परमाणुओं का Zn2+ धनायनों में परिवर्तन देखा जाता है। प्रक्रिया "मुक्त" इलेक्ट्रॉनों की रिहाई के साथ होती है, जो बाहरी सर्किट के साथ चलती हैं।
जिंक इलेक्ट्रोड पर होने वाली प्रतिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
Zn=Zn2+ + 2e-
वसूलीधातु के पिंजरों को तांबे के इलेक्ट्रोड पर किया जाता है। जिंक इलेक्ट्रोड से यहां प्रवेश करने वाले नकारात्मक कण तांबे के धनायनों के साथ मिलकर धातु के रूप में जमा हो जाते हैं। यह प्रक्रिया इस प्रकार है:
Cu2+ + 2e-=Cu
यदि हम ऊपर चर्चा की गई दो प्रतिक्रियाओं को जोड़ते हैं, तो हमें कुल समीकरण मिलता है जो जस्ता-तांबा गैल्वेनिक सेल के संचालन का वर्णन करता है।
जिंक इलेक्ट्रोड एनोड के रूप में कार्य करता है, कॉपर कैथोड के रूप में कार्य करता है। आधुनिक गैल्वेनिक कोशिकाओं और बैटरियों को एक एकल इलेक्ट्रोलाइट समाधान के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो उनके आवेदन के दायरे का विस्तार करता है, उनके संचालन को अधिक आरामदायक और सुविधाजनक बनाता है।
गैल्वेनिक सेल की किस्में
सबसे आम कार्बन-जस्ता तत्व हैं। वे एनोड के संपर्क में एक निष्क्रिय कार्बन करंट कलेक्टर का उपयोग करते हैं, जो मैंगनीज ऑक्साइड (4) है। इलेक्ट्रोलाइट अमोनियम क्लोराइड है, जिसे पेस्ट के रूप में लगाया जाता है।
यह फैलता नहीं है, इसलिए गैल्वेनिक सेल को ही ड्राई कहा जाता है। इसकी विशेषता ऑपरेशन के दौरान "पुनर्प्राप्त" करने की क्षमता है, जिसका उनकी परिचालन अवधि की अवधि पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। ऐसी गैल्वेनिक कोशिकाओं की लागत कम होती है, लेकिन शक्ति कम होती है। जब तापमान गिरता है, तो वे अपनी दक्षता कम कर देते हैं, और जब यह बढ़ जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट धीरे-धीरे सूख जाता है।
क्षारीय तत्वों में क्षार के घोल का उपयोग शामिल होता है, इसलिए उनमें बहुत कुछ होता हैआवेदन।
लिथियम कोशिकाओं में, एक सक्रिय धातु एनोड के रूप में कार्य करती है, जिसका सेवा जीवन पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। लिथियम में एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता है, इसलिए, छोटे आयामों के साथ, ऐसे तत्वों में अधिकतम रेटेड वोल्टेज होता है। ऐसी प्रणालियों के नुकसान में उच्च कीमत है। लिथियम पावर स्रोत खोलना विस्फोटक है।
निष्कर्ष
किसी भी गैल्वेनिक सेल के संचालन का सिद्धांत कैथोड और एनोड पर होने वाली रेडॉक्स प्रक्रियाओं पर आधारित होता है। प्रयुक्त धातु के आधार पर, चयनित इलेक्ट्रोलाइट समाधान, तत्व का सेवा जीवन बदलता है, साथ ही रेटेड वोल्टेज का मूल्य भी। वर्तमान में, लिथियम, कैडमियम गैल्वेनिक सेल मांग में हैं, जिनकी सेवा का जीवन काफी लंबा है।
