Tähtsaim kuivelement on Leclanche’i element. Tema tsinkkesta (1, vaata lisadest joonist 1) sees on NH4Cl pasta (2). Kesta sisemuse keskel asub söepulk (3), mida ümbritseb MnO2 kiht (4). Pealt on element hermeetiliselt suletud (näiteks pigiga). Kui selle elemendi tsinkkest hakkab oksüdeeruma, juhitakse tsingil tekkiv elektronide liig voolutarbija kaudu söepulgale ja sealt MnO 2-le, mis seetõttu hakkab redutseeruma. Protsessi summaarse võrrandi võib üles tähendada järgmiselt: Zn + 2MnO2 + 2 NH4Cl = [Zn(NH3)2]Cl2 + 2Mn(O)OH Protsess kestab kuni suurem osa tsinkkestast on lahustunud ja pasta hakkab läbisöövitatud kesta aukudest välja valguma. See näitab, et element on oma aja ära elanud ja pole võimeline enam vooluallikana eksisteerima, mistõttu muutub ta kasutamiskõlbmatuks. Leclanche’i elemendi tööpinge on 1,5V ning tema mahutavus ja tööiga on väikesed. (Timotheus, 1999:259) Kuna sellel elemendil on suur sisetaksistus, ei saa temalt
eraldatud ioonjuhtivusega elektrolüüdi abil. Anoodile juhitakse pidevalt kütust, katoodile oksüdeerijat. Gaasiliste ainete kasutamisel valmistatakse elektroodid tavaliselt õõnsate torude või plaatidena. Voolu tekitav protsess toimub elektroodi ja elektrolüüdi kokkupuutepinnal. Saadustena tekivad CO2 ja H2O, seega on kütuseelemendis toimuvad keemilised protsessid sarnased põlemisega, ainult temperatuur on enamasti madalam, millest tuleneb ka ,,leegita põlemine". Pinge elektroodide vahel on tavaliselt umbes 1V. Võrreldes tavalise kütuse põletamist kütuseelemendi kasutamisega soojuselektrijaamas, on kütuseelemendi eeliseks konstruktsiooni lihtsus ja palju suurem kasutegur (kuni 70%). Kuna keemiline energia muutub elektrienergiaks vahetult, ilma soojusenergia ja mehaanilise energia vahenduseta. Kütuseelemendi põhiline puudus on kõrge hind, sest spetsiaalsed elektroodimaterjalid ja katalüsaatorid on kallid.
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. Kütuseelement Kütuseelemendi tööpõhimõtte avastas juba 1839
erinevalt akust ei saa seda uuesti laadida. Galvaanielement koosneb negatiivsest elektroodist (korpus) tavaliselt (tsink) ja positiivsest elektroodist (vask, süsi või metallioksiid), mis on sukeldatud vedelasse või pastataolisesse (kuivelementidel) massi. Esimese galvaanielemendi ehitas 1799. aastal Galvaanipaar elektrolüüdi lahuses tekkinud reaktsioonis on metallide pingereas eespool asuv metall on anoodiks ja tagapool asuv metall katoodiks. Kasutatud materjal: Keemia õpik, Googlei otsingumootor http://et.wikipedia.org/wiki/Galvaanielement http://et.wikipedia.org/wiki/Kuivelement
Vastupidisel juhul kui keemilise vooluallika laadimisel toimub elektrolüüsiprotsess vahetavad katood ja anood kohad, nii et oksüdatsioon leab aset positiivsel elektroodil ja reduktsioon negatiivsel elektroodil. Ühendamine Enamasti ühendatakse primaar- ja sekundaarvooluallikate elemendid patareis järjestikku ehk jadamisi, kui on vaja saada kõrgemat pinget. Elementide paralleel- ehk rööpühenduse korral on patarei suuteline andma tugevamat voolu. Tunnussuurused o Elektromotoorjõud ehk avaahelapinge on koormamata elemendi klemmidevaheline pinge. o Nimipinge on uue elemendi klemmipinge (positiivse ja negatiivse elektroodi vaheline pinge) teatud kindla koormusvoolu korral. o Sisetakistus on takistus, mida avaldavad elemendi elektroodid ja elektrolüüt teda läbivale voolule. Koormamisel jääb allika klemmipinge väiksemaks ava-ahelapingest vooluallika sisetakistusel tekkiva pingelangu võrra
Rakvere Ametikool Keemilised vooluallikad Raimo Johanson AV13 Juhendaja: Leo Nirgi Rakvere 2014 Sisukord Keemilised vooluallikad.......................................................................................... 3 Üldine ehitus ja talitlus........................................................................................... 3 Tunnussuurused...................................................................................................... 4 Elektromotoorjõud............................................................................................... 4
Keemia kordamine 1. Mateeria ja aine mõisted. Mateeria- kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga Mateeria peamised avaldumisvormid: aine (mateeria eksisteerimise vorm) ja kiirgus Keemia uurib ainete omadusi, nende koostist ja ehitust ning reaktsioone ainete vahel, mille tulemusena moodustuvad uued ained Keemia- teadus ainete muundumistest ning nendega kaasnevatest nähtustest. 1. Aine massi jäävuse seadus 1748 (Lomonossov) Reaktsioonist osavõtvate ainete mass on konstantne. Reaktsiooni astuvate ainete masside summa on võrdne reaktsioonil tekkinud ainete masside summaga. 2. Energia jäävuse seadus (1760) Energia ei kao ega hävi ega teki iseenesest, vaid üksikud energialiigid võivad muunduda teisteks ekvivalentses suuruses 3
- madal sisetakistus (võimaldab saada tugevat voolu) - hea säilivus Keemilised vooluallikad _ Kui tegemist on akuga (korduvat laadimist ja tühjendamist võimaldava galvaanielemendiga), siis on olulised veel: - maksimaalne laadimis- ja tühjendamiskordade arv - väike isetühjenemine Pikka aega jäid akude erimahtuvused ühekordse kasutusega elementide omadele alla. Viimastel aastatel on aga akude erimahtuvused üha kasvanud ja sageli ületavad sama suurusega akude mahtuvused tavaliste ,,patareide" oma. Nominaalne klemmipinge (elektromotoorjõud) iseenesest ei näita ühe või teise keemilise vooluallika tüübi headust. Kõrgema summaarse pinge saamiseks võib alati ühendada mitu elementi järjestikku (näiteks 9 V patareid sisaldavad tüüpiliselt 6 elementi elektromotoorjõuga 1,5 V). Konkreetse vooluallika klemmipinge on aga seotud temasse jäänud energiahulgaga. Seda seost kasutatakse näiteks mobiiltelefoni aku laetuse indikaatorites.
annaabi.ee 
10 punkti
~ 9 lehte
63 laadimist
1 arvamus 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
Kõik kommentaarid