Kes ei oleks siis näinud telekapuldi patareid või autoakut? Nagu inimenegi vajavad ju kõik elektriseadmed energiat. Nõnda põhinevad keemilistel vooluallikatel just kaasaskantavad elektritarbijad – meie äratuskellade kui ka kasvõi pleierite toitesüsteemid. Kuid missuguseid süsteeme nimetatakse keemilisteks vooluallikateks, millised on nende head ja halvad küljed ning kuidas need leiavad kasutust meie igapäevaelus, sellest antud referaat räägibki. 1. KEEMILISED VOOLUALLIKAD Keemilised vooluallikad on vooluallikad, millega saadakse elektrivoolu redoksreaktsioonide kulgemisel vabaneva energia arvel. Elektrienergia saamiseks kulutatakse elektrokeemiliselt aktiivseid aineid – aineid, mis astuvad redoksreaktsioonidesse elektroodidel, liites või loovutades seejuures elektrone. (Karik, Palm, Past, 1981:209) Põhimõtteliselt võiks keemilise vooluallikana kasutada igasugust redokssüsteemi, kuna seal liiguvad elektronid alati kindlas suunas redutseerivalt elektroodilt
Keemilised vooluallikad Keemilised vooluallikad on vooluallikad, millega saadakse elektrivoolu redoksreaktsioonide kulgemisel vabaneva energia arvel. Elektrienergia saamiseks kulutatakse elektrokeemiliselt aktiivseid aineid aineid, mis astuvad redoksreaktsioonidesse elektroodidel, liites või loovutades seejuures elektrone. Keemiliste vooluallikate tähtsaimad iseloomustussuurused on elektromotoorjõu, tööpinge, mahutavus (vooluallikast saadav elektrihulk) ja tööiga. Nad jagunevad 3
on ammooniumkloriidi või mõne muu kloriidi vesilahus, mis on kuivelementides paksendatud tärklisega. Leclanché elementide algpinge on 1,4...1,6 V ja lõpppinge, millel säilib töövõime, on 0,7...0,9 V. Leclanché element on odavaim, hõlpsasti säilitatav ja transporditav, ei nõua erihooldust ning elemendid on alati töövalmid vooluallikana. Neid kasutatakse raadioaparatuuri ja autonoomselt töötavate mõõtmisjaamade toiteks. Galvaanielemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende ainete läbireageerimise järel muutub galvaanielement vooluallikana kasutamiskõlbmatuks. Tänapäeval on galvaanielementidest 10 kasutusel põhiliselt kuivelemendid, milles elektrolüüt (keemiline ühend, mis juhib elektrit, lagunedes ise selle toimel (VSL, 1983:168)) on pasta kujul.
on ammooniumkloriidi või mõne muu kloriidi vesilahus, mis on kuivelementides paksendatud tärklisega. Leclanché elementide algpinge on 1,4...1,6 V ja lõpppinge, millel säilib töövõime, on 0,7...0,9 V. Leclanché element on odavaim, hõlpsasti säilitatav ja transporditav, ei nõua erihooldust ning elemendid on alati töövalmid vooluallikana. Neid kasutatakse raadioaparatuuri ja autonoomselt töötavate mõõtmisjaamade toiteks. Galvaanielemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende ainete läbireageerimise järel muutub galvaanielement vooluallikana kasutamiskõlbmatuks. Tänapäeval on galvaanielementidest kasutusel põhiliselt kuivelemendid, milles elektrolüüt (keemiline ühend, mis juhib elektrit, lagunedes ise selle toimel (VSL, 1983:168)) on pasta kujul. Kuivelementide hulka kuuluvad näiteks Danielli-Jacobi, Grené, Volta ja
Keemilised vooluallikad Alalisvoolu saamiseks kasutatakse sageli keemilisi vooluallikaid. Need koosnevad positiivsest ja negatiivsest elektroodist ning elektroodide vahet täitvast elektrolüüdist ning muundavad keemilise energia vahetult elektrienergiaks. Keemilised vooluallikad on: a) ühekordselt kasutatavad - galvaanielemendid ja kuivelemendid b) korduvalt kasutatavad akumulaatorid Keemiliste vooluallikate tunnussuurusteks on: 1)nimipinge voltides (V) 2)mahtuvus ampertundides (Ah) elektrihulk, mida värske element on võimeline andma kindlatel tühjendustingimustel. 3)säilimisaeg ajavahemik, mille lõpul on toatemperatuuril säilitatud allikas alles veel kindel osa (nt. 90 %) mahtuvusest. Säilitamise piiraeg on elemendile märgitud.
elementide järel sarnaste omadustega element). Perioodilisussüsteemi perioodides vasakult paremale nõrgenevad elementide metallilised omadused ja tugevnevad mittemetallilised omadused, rühmades ülevalt alla tugevnevad metallilised omadused ja nõrgenevad mittemetallilised omadused. 3. Elementide sümbolid Elementidele antakse ka kindel keemiline sümbol, mis põhineb elemendi ladinakeelsel nimetusel. Keemilised sümbolid võimaldavad keemikute suhtlemist hoolimata keelte erinevustest. 4. Lihtained, liitained, metallid, mittemetallid, oksiidid, happed, alused, soolad Lihtaine on keemiline aine, milles esinevad ainult ühe elemendi aatomid. Lihtaine on näiteks kolmeaatomiline osoon (O3). Liitaine on keemiline ühend, milles esinevad kahe või enama keemilise elemendi aatomid. Liitained on näiteks vesi (H2O), keedusool (NaCl) ja
valmistamisel (galvaanika), metallide (Cu) puhastamiseks, jm. Erinevalt elektrivoolust metallides, kus laengukandjateks on elektronid (elektron- juhtivus), on elektrol¨uu¨tide lahuses laengukandjateks ioonid (ioonjuhtivus). YKI0020 Keemia alused Toomas Tamm 2011 S 2011/2012 18. Elektrokeemia 15 Keemilised vooluallikad Keemilised vooluallikad on praktilises kasutuses olevad galvaanielemendid, mida kasutatakse elektrivoolu saamiseks. Head vooluallikat iseloomustab: · suur erimahtuvus (toodetava energiahulga ja massi v~oi ruumala suhe) · nullvoolupotentsiaali (klemmipinge) konstantsus vooluallika t¨uhjenemisel · madal sisetakistus (v~oimaldab saada tugevat voolu) · hea s¨ailivus Kui tegemist on akuga (korduvat laadimist ja t¨uhjendamist v~oimaldava gal- vaanielemendiga), siis on olulised veel:
Vastavalt lineaarsetele elektriahelatele kehtivale Ohm'i seadusele on juhtivus G võrdeline vooluga I ja pöördvõrdeline pingelanguga U : G = I / U Juhtivus G on takistuse R pöördsuurus: G = 1 / R . Alalisvoolu puhul on tegemist alalisvoolujuhtivusega G : G = I / U . Siinuselise vahelduvvoolu puhul on tegemist vahelduvvoolujuhtivusega, mis üldjuhul on kompleksjuhtivus Y : Y = I / U . Takistite ühendusviisid ja skeemide teisendamine 5. Keemilised alalisvooluallikad. Sisetakistus. Sisetakistus on elektrienergia allika, näiteks keemilise vooluallika iseenda takistus laengukandjate liikumisele ehk elektrivoolule. Sisetakistus on määratav allika sisepingelangu ja koormusvoolu jagatisena. Alalisvooluahelas on elektriallika klemmipinge (positiivse ja negatiivse elektroodi vaheline pinge) kus E on allika elektromotoorjõud, I koormusvool ja Rs allika sisetakistus. Seega sisetakistus
Kõik kommentaarid