Principy (59.) Tajemství vzniku napětí v galvanickém článku
reklama
Víme, že kov obsahuje volné elektrony, pohybující se mezi kladně nabitými ionty. Podle fyzika Nernsta působí ionty navenek určitým tlakem, který je nutí přecházet do kapaliny. Tím kov ztrácí kladné náboje a elektrolyt je získává. Kov se stane záporně nabitým, elektrolyt kladně.
Na kovu je přebytek elektronů, v elektrolytu nedostatek. Víme, že
tato nerovnováha vyvolává elektrické napětí. V článku jsou dvě elektrody. Vůči oběma má elektrolyt kladný potenciál, ale různý. Bude tedy i mezi oběma elektrodami elektrické napětí,
které můžeme prakticky zužitkovat.
Opakujme pokus Voltův. Udělejme si baterii jeho článků,
nazvanou Voltův sloup.
Potřebujeme k tomu širokou skleněnou trubici a kotoučky ze
zinkového a měděného plechu.
Trubici opatříme dvěma zátkami, jimiž protáhneme měděný drát jako přívody baterie. Na vnitřní straně korku drát zahneme. A začneme skládat Voltův sloup. Nejprve uzavřeme trubici jednou zátkou. Na ni položíme prvé kolečko, třebas zinkové. Potom dáme kolečko z pijavého papíru, navlhčené v roztoku soli nebo ve zředěné kyselině sírové. Na ně položíme měděné kolečko. Potom zinkové kolečko, pijavý
papír, měděné kolečko a tak postupujeme, až je celá trubice vyplněna a uzavřena druhou zátkou. Vždy jedno kolečko zinkové a měděné tvoří článek, mající napětí asi 1 voltu. Články jsou spojeny v sérii; napětí Voltova sloupu záleží tedy na tom, z kolika článků se sloup skládá.Přeměříme je voltmetrem. Možná, že nebude ani jeho stupnice stačit. Nato zkusíme stálost baterie. Přes malý odpor připojíme ke sloupu ampérmetr a pozorujeme jeho výchylku. I když je třeba značná, neudrží se dlouho a začne napřed rychle a potom volněji klesat.
Taková baterie není k ničemu. Jednak dává malý proud, jednak je nestálá.
Pokles napětí zaviňuje zvláštní vnitřní pochod, nazvaný polarizace. Průchodem proudu se část vody v elektrolytu rozkládá.
Vodík je unášen k anodě, na níž se usazuje v podobě malých
bublinek. A tím se tvoří uvnitř článku nový článek, v němž je usazený vodík
elektrodou zápornou a zinek výjimečně kladnou. Jsou to vlastně dva články
zapojené v sérii, ale jejich napětí směřují proti sobě. Navenek se to projevuje jako pokles
napětí článku. Čím více roste napětí článku, který
se tak zlomyslně usadil v původním článku, tím menší napětí z něho dostáváme, až
zanikne úplně. Napětí obou článků jsou stejná.
Jsou však galvanické články, u nichž je tato vada odstraněna.
Když přidáme do elektrolytu látku, která se bude s vodíkem slučovat, pak se
vnitřní parasitní článek vůbec neutvoří. Taková látka se jmenuje depolarisátor.
Příkladem je suchá baterie do kapesní svítilny.
Každý jsme ji jistě ze zvědavosti rozebíral. Zápornou elektrodu tvoří zinková nádobka, v níž je kladná uhlíková elektroda, obklopená vrstvou burelu v plátěném sáčku. Elektrolytem je roztok salmiaku, kterým je napojena vrstvička dřevěných pilinek. Burel má zde funkci depolarisátoru. Uvolňuje kyslík, který se s vodíkem váže na vodu. Polarizace je znemožněna. Vnitřní článek se nevytvoří a napětí baterie zůstává konstantní.
Reloaded Ladislav Smrz 1956
TEXT Z OBLASTÍ | SOUVISEJÍCÍ KONTAKT |
---|---|