Цахилгаан химийн элемент болон гальваник элементийн гол ялгаа нь ихэнх цахилгаан химийн эсүүд цахилгаан энергийг химийн энерги болгон хувиргах хандлагатай байдаг бол гальваник эсүүд химийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах хандлагатай байдаг.
Исэлдүүлэх, багасгах урвалууд нь цахилгаан химийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Исэлдэх-багадах урвалын үед электронууд нэг урвалжаас нөгөөд шилждэг. Электроныг хүлээн авах бодис нь ангижруулагч, харин электроныг ялгаруулж буй бодис нь исэлдүүлэгч бодис юм. Бууруулах бодис нь өөрөө исэлдэх явцад нөгөө урвалжийг багасгах үүрэгтэй; исэлдүүлэгч бодисын хувьд энэ нь эсрэгээрээ байна. Эдгээр урвалууд нь тусдаа исэлдэлт ба бууралтыг харуулахын тулд хоёр хагас урвалаар явагддаг; энэ нь дотогшоо болон гадагш хөдөлж буй электронуудын тоог харуулдаг.
Электрохимийн эс гэж юу вэ?
Цахилгаан химийн элемент нь бие биенээсээ бие биенээсээ тусгаарлагдсан ангижруулагч ба исэлдүүлэгч бодисуудын нэгдэл юм. Ихэвчлэн бид энэ тусгаарлалтыг давсны гүүрээр хийдэг. Хэдийгээр тэдгээр нь бие махбодийн хувьд тусгаарлагдсан боловч хагас эсүүд хоёулаа бие биетэйгээ химийн бодисоор холбогддог. Электролит ба гальваник эсүүд нь хоёр төрлийн цахилгаан химийн элемент юм.
Исэлдэлтийг багасгах урвал нь электролит ба гальваник эсэд хоёуланд нь явагддаг. Тиймээс цахилгаан химийн элементэд анод ба катод гэсэн хоёр электрод байдаг. Хоёр электрод хоёулаа өндөр тэсвэртэй вольтметрээр гаднаас холбодог; Тиймээс электродуудын хооронд гүйдэл дамжихгүй байна. Тиймээс энэ вольтметр нь исэлдэлтийн урвал явагдах электродуудын хооронд тодорхой хүчдэлийг хадгалахад тусалдаг.
Зураг 01: Цахилгаан химийн эс
Исэлдүүлэх урвал нь анод дээр, харин ангижрах урвал нь катод дээр явагддаг. Бид тэдгээрийг тусдаа электролитийн уусмалд дүрэх хэрэгтэй. Ихэвчлэн эдгээр уусмалууд нь электродын төрөлтэй холбоотой ионы уусмалууд юм. Жишээлбэл, бид зэс электродыг зэсийн сульфатын уусмалд, мөнгөний электродыг мөнгөн хлоридын уусмалд дүрнэ. Эдгээр шийдлүүд нь өөр өөр байдаг; тиймээс тэднийг салгах хэрэгтэй. Тэднийг салгах хамгийн түгээмэл арга бол давсны гүүр юм. Цахилгаан химийн үүрэнд эсийн потенциал энерги нь цахилгаан гүйдэл болж хувирдаг бөгөөд бид чийдэнг асаах эсвэл бусад цахилгаан ажил хийхэд ашиглаж болно.
Галваник эс гэж юу вэ?
Гальван буюу вольт эсүүд нь цахилгаан энергийг хадгалдаг. Батерейг илүү өндөр хүчдэл үүсгэхийн тулд хэд хэдэн гальван эсээс хийдэг. Галваник эсийн хоёр электрод дээрх урвалууд аяндаа явагддаг. Урвал явагдах үед гадаад дамжуулагчаар дамжуулан анодоос катод руу электронуудын урсгал үүснэ.
Зураг 02: Галваник эс
Жишээ нь, хоёр электрод нь гальваник элементэд мөнгө, зэс байвал мөнгөн электрод нь зэс электродтой харьцуулахад эерэг байна. Зэс электрод нь анод бөгөөд исэлдэлтийн урвалд орж электронуудыг ялгаруулдаг. Эдгээр электронууд нь гадаад хэлхээгээр мөнгөн катод руу ордог. Тиймээс мөнгөн катод нь бууралтын урвалд ордог. Хоёр электродын хооронд боломжит зөрүү үүсдэг бөгөөд энэ нь электрон урсгалыг зөвшөөрдөг. Дээрх Галваник эсийн аяндаа үүсэх урвалыг доор харуулав.
2 Ag+ (сус) + Cu(s) ⇌ 2Ag (s) + Cu2+ (aq)
Цахилгаан химийн эс болон гальваник эсийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Электролитийн эс ба гальваник эс гэж хоёр төрлийн цахилгаан химийн эсүүд байдаг. Цахилгаан химийн элемент ба гальваник эсийн хоорондох гол ялгаа нь ихэнх цахилгаан химийн эсүүд цахилгаан энергийг химийн энерги болгон хувиргах хандлагатай байдаг бол гальваник эсүүд химийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах хандлагатай байдаг. Цаашилбал, электролитийн эс гэх мэт ихэнх цахилгаан химийн эсүүдэд анод нь эерэг терминал, катод нь сөрөг терминал юм; харин гальван элементийн анод нь сөрөг, катод нь эерэг терминал юм.
Түүнээс гадна цахилгаан химийн элемент ба гальваник элементийн өөр нэг ялгаа нь электролитийн эс гэх мэт цахилгаан химийн эсүүдэд аяндаа бус химийн урвал явагддаг бол гальваник эсүүдэд аяндаа химийн урвал явагддаг.
Хураангуй – Цахилгаан химийн болон гальваник эсүүд
Электролитийн эс ба гальваник эс гэж хоёр төрлийн цахилгаан химийн эсүүд байдаг. Цахилгаан химийн элемент болон гальваник элементийн гол ялгаа нь ихэнх цахилгаан химийн эсүүд цахилгаан энергийг химийн энерги болгон хувиргах хандлагатай байдаг бол гальваник эсүүд химийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах хандлагатай байдаг.
