რა არის გროვა?

აკუმულატორი არის მოწყობილობა, რომელშიც ელექტროენერგია წარმოიქმნება ქიმიური ენერგიისგან, რომელიც მოდის ა ოქსიდორდუქციული რეაქცია, ანუ, რეაქტივის ერთი სახეობა კარგავს ელექტრონებს (დაჟანგვა), ხოლო მეორე სახეობა ელექტრონებს (შემცირებას).

იხილეთ დაჟანგვისა და შემცირების რეაქციების წარმომადგენლები, რომლებიც ხდება ნებისმიერ დასტაში:

• დაჟანგვა: X → და + X⁺

X სახეობა კარგავს ელექტრონს და იქცევა კატიონად.

• შემცირება: ი^- + და → Y

Y ანიონი^- იძენს ელექტრონს და გარდაიქმნება ნეიტრალურ Y სახეობად.

დასტის ძირითადი კომპონენტები

დასტის ძირითადი კომპონენტებია:

• ანოდი: უარყოფითი ელექტროდი, რომელშიც ხდება ჟანგვის რეაქცია, ანუ ელექტრონების დაკარგვა;

• კათოდური: პოზიტიური ელექტროდი, რომელშიც ხდება რედუქციის რეაქცია, ანუ ელექტრონის მომატება;

• ელექტროლიტური ხსნარი (მარილიანი ხიდი) ან გამტარი მასალა (მაგალითად, გრაფიტის ზოლი): არის საშუალება, რომლითაც ანოდის მიერ დათმობილი ელექტრონები აღწევენ კათოდს.

ელემენტის მუშაობის საფუძვლები

დასტის ფუნქციონირება ხდება შემდეგი მოვლენებისგან:

• პირველი პრინციპი: ანოდის დაჟანგვა

ანოდში არსებული ლითონი, რადგან მას უფრო მეტი ელექტრონული დაკარგვისკენ აქვს მიდრეკილება, ხდება კატიონი, როგორც ეს დავაფიქსირეთ ქვემოთ მოცემულ განტოლებაში:

Zn → Zn²⁺ + 2 და

• მე -2 პრინციპი: კათოდური შემცირება

კათიები, რომლებიც კათოდში არსებული მასალის ნაწილია (მაგალითს გამოვიყენებთ სპილენძს), მიღებისას ელექტრონები ანოდიდან გარდაიქმნება მეტალის სპილენძად, როგორც ვხედავთ განტოლებაში ქვემოთ:

ას²⁺ + 2e → Cu

პირველი გროვები

ა) ალესანდრო ვოლტას აკუმულატორი

ალესანდროს გროვა (ისტორიაში პირველი გროვა), რომელიც შეიკრიბა 1800 წელს, ჩამოყალიბდა ინტერკალატირებული ლითონის დისკებით, როგორც ქვემოთ მოცემულ სურათზე:

ალესანდროს მსგავსი ასამბლეის უკან თქვენი წყობისკენ

დისკები ერთმანეთში გადაიტანეს, რადგან მათ განსხვავებული შემადგენლობა ჰქონდათ. ერთი მზადდებოდა თუთიის ლითონისგან, ხოლო მეორე - სპილენძისგან, რომელსაც ყოველთვის გამოყოფდა მარილწყალში დასველებული ბამბა (წყალი და მარილი წარმოქმნილი ხსნარი).

ბ) დენიელის გროვა

დენიელის გროვა, რომელიც 1836 წელს იქნა აწყობილი, შედგებოდა ორი ნახევრად უჯრედისაგან, რომლებიც ერთმანეთთან გამტარ მავთულსა და მარილიან ხიდთან იყო დაკავშირებული.

• ნახევარუჯრედი 1: ეს იყო ანოდი, ანუ ბატარეის უარყოფითი ბოძი.

იგი შედგებოდა თუთიის ფირფიტისგან და ამ ფირფიტის ნაწილი ჩაეფლო წყალში და თუთიის სულფატში წარმოქმნილ ხსნარში (ZnSO₄).

• ნახევარი უჯრედი 2: ეს იყო კათოდი, ანუ ელემენტის პოზიტიური ბოძი.

იგი შედგებოდა სპილენძის ფირფიტისგან და ამ ფირფიტის ნაწილი ჩაეფლო წყალში და სპილენძის სულფატში წარმოქმნილ ხსნარში (CuSO₄).

• მარილის ხიდი

U ფორმის მილი, რომელიც შეიცავდა წყალსა და კალიუმის ქლორიდს (KCl) წარმოქმნილ ხსნარს, რომელიც აკავშირებდა ორ ნახევრად უჯრედს (თუთია და სპილენძი) და ორივე ბოლოში ჰქონდა მინის ბამბა.

ამჟამად ბატარეები

ამჟამად არსებობს სტეკის რამდენიმე მოდელი, მაგრამ, ზოგადად, ისინი ასე გამოიყურებიან:

სქემა, რომელიც წარმოადგენს მიმდინარე დასტის მოდელს

ყველაზე ხშირად გამოყენებული მოდელებია ე.წ. Leclanché– ის აკუმულატორი და ტუტე ბატარეა, რომლებსაც აქვთ შემდეგი განსხვავებები:

) ლეკლანშის წყობა

• მას აქვს ანოდი, რომელსაც ლითონის თუთია ქმნის.

• მას აქვს კათოდი, რომელიც ჩამოყალიბებულია პასტით ამონიუმის ქლორიდით, წყლით, სახამებლით და მანგანუმის დიოქსიდით;

• მას აქვს გრაფიტის ზოლი, რომელიც წარმოადგენს გამტარ ელექტრონებს ელექტრონებისთვის, რომლებიც კათოდიდან ანოდისკენ გადიან.

ბ) ტუტე ბატარეა

• მას აქვს ანოდი, რომელსაც ლითონის თუთია ან კადმიუმი ქმნის.

• მას აქვს კათოდი, რომელსაც ქმნიან ვერცხლისწყლის ოქსიდი, ნიკელის ოქსიდი და იოდი;

• მას უნდა ჰქონდეს შერეული ფუძე მასალაში, რომელიც ქმნის კათოდს.

ჩემ მიერ. დიოგო ლოპეს დიასი

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-pilha.htm