Kezdőoldal » Tudományok » Természettudományok » Melyik galváncella a helyes?

Kraucslik Botond kérdése:

Melyik galváncella a helyes?

Figyelt kérdés

Próbáltam utánaolvasni, hogy hogyan működik, de nem egészen értek bizonyos részleteket a különböző "változatokban".


Képzeljünk el egy Daniell-elemet, egyik edényben a cinkanóddal és cink-szulfát oldattal, másik edényben a rézkatóddal és réz-szulfát oldattal. A két edény másodrendű vezetőjét sóhíd kapcsolja össze, és természetesen az elektródokat is fémvezeték köti össze.


Eddig nagyjából megegyeznek a változatok, amelyeket különböző tankönyvekben, illetve a Wikipédián néztem, de aztán jönnek az eltérések, főleg a sóhíd tekintetében.


1.: Az OH-KEM910TA_I raktári számmal rendelkező, ingyenesen letölthető tankönyv (Kémia 9-10. - I. kötet, 78. oldal) ábráján az látható, hogy a sóhíd anyagából nátriumionok jutnak a réz-szulfát oldatba. Emellett a sóhídon keresztül szulfátionok vándorolnak a réz-szulfát oldatból a cink-szulfát oldatba.


2.: Az OH-KEM09TB raktári számmal rendelkező, ingyenesen letölthető tankönyv (Kémia 9-10. - I. kötet, 122. oldal) leírásában úgy jellemzi a sóhidat, hogy általában kálium-kloridot használnak fel a készítéséhez, így azt tippelem, hogy ebben az esetben a káliumion fog a réz-szulfát oldatba vándorolni.


3.: A mozaikos, MS-3151 raktári számmal rendelkező tankönyv (Kémia 11-12., 67. oldal) azt mutatja a képen, hogy sóhíd helyett diafragmával van a két oldal elválasztva, és ezen keresztül csak szulfátion vándorol (a réz-szulfát oldatból a cink-szulfát oldatba).


4.: Az angol wikipedia "Daniell cell" című cikkében valami teljesen más látható a sóhidat szemügyre véve (a második képen). Az vehető ki, hogy a sóhídon keresztül nem nátriumion vagy káliumion vándorol a réz-szulfát oldatba, hanem cinkionok.


Kérdésem az, hogy melyik a helyes értelmezés, esetleg mindegyik az? Miért szükséges nátriumionnak vagy káliumionnak a réz-szulfát oldatba vándorolnia sóhidas megoldás esetén, ha a diafragmás cellánál ez "elmarad"? A wikipédiás képen a szulfátionok és a cinkionok egyszerűen helyet cserélnek, anélkül, hogy a sóhíd saját anyaga bármelyik oldatba oldódna?



2022. júl. 11. 19:26
 1/8 anonim válasza:
A 3. (mozaikos) a helyes. A sóhidon keresztül (amely helyettesíthető diafragmával) kizárólag anionok vándorolhatnak (pl.: Cu), mégpedig a katód felől az anód felé. Tudtommal a sóhid anyagából semmi nem válik ki.
2022. júl. 11. 19:52
Hasznos számodra ez a válasz?
 2/8 anonim ***** válasza:
100%

Mind helyes.

A lényeg, hogy záródjon az áramkör, ez minden esetben megtörténik.

A különböző típusú sóhidak különböző ionlokat engednek át jól, ez adja a változatosságot.


Az KCl nél pl a kálium és a klorid is kb azonos mozgékonyságú így mindkettő számottevő áramot tud átvinni.


Vagy a diafragmák pl nem ritkán anion vagy kationszelektívek.


De egy része lehet sima konvenció is pl. ha egy db zebkendővel zárod az áramot, ott a cink és a szulfát is tud mozogni de a cink a pozitív töltésű, és ugye a fizika az áram irányát a pozitív töltésekkel jelöli ki (még akkor is ha azok pont mozdulatlanok)

2022. júl. 11. 20:25
Hasznos számodra ez a válasz?
 3/8 anonim ***** válasza:
100%

A lényeg, hogy a töltések megmaradjanak. Ha valami miatt nem marad meg (mert mondjuk az ionok nem tudnak mozogni a két elektrolit között) akkor egy adott potenciálkülönbség után a reakció egyszerűen leáll. A sóhídon keresztül ionok tudnak közlekedni. Ez egy nagyon híg zselészerű anyagból van, éppen csak annyira szilárd hogy ne folyjon ki a csőből. Kb a >90%-a víz egy tudnak benne közlekedni az ionok. Viszont nagyon lassan. A cella elméletileg működik akkor is, ha a sóhídban semmi ion nincs, csak víz és a zselésítő anyag. Ebben az esetben is átmennek rajta a cink és szulfátionok, csak lassan. Normálisan akkor fog működni a cella, mire a két elektrolit ionjai rendesen belediffundáltak.

Ha valaki ezt nem akarja kivárni akkor eleve már ionokat rak a sóhídba amik nem lépnek reakcióba az elektrolittal. Ebben az esetben ezek az ionok fognak az egyik másik elektrolitba átvándorolni. Persze ha nagyon sokáig megy a reakció akkor végül ezek az ionok kifogynak a sóhídból és feltöltik azok az ionok amik az elektrolitban is vannak.

2022. júl. 11. 20:31
Hasznos számodra ez a válasz?
 4/8 A kérdező kommentje:
Köszönöm, azt hiszem egy kicsit tisztult a helyzet. Azt viszont még mindig nem értem, hogy miért nem olyan anyagot használnak diafragmának, ami mindkét irányba engedi az ionvándorlást. Vagy föltehetném úgy is a kérdést, hogy melyik a jobb, ha mindkét irányba van ionvándorlás, vagy ha csak a szulfátion diffundál át a cink-szulfát oldatba. Vagy ez az elem élettartama szempontjából teljesen mindegy?
2022. júl. 11. 21:15
 5/8 anonim ***** válasza:
A membrán is mindkét irányban engedi az ionvándorlást. Persze lehet spéci membrán ami mondjuk csak az aniont engedi át (létezik ilyen is). Utóbbival egyszerűbb számolni mert bonyolódik az elektródpotenciál számolás ha nem csak az oldatok hígulásával/töményedésével kell számolni hanem azok keveredésével is.
2022. júl. 11. 22:12
Hasznos számodra ez a válasz?
 6/8 A kérdező kommentje:
Tehát akkor azon a véleményen vagy, hogy a mozaikos könyvben azért ábrázolták csak az egyik irányba az iondiffundálást, hogy egyszerűbb/átláthatóbb legyen?
2022. júl. 11. 22:55
 7/8 anonim ***** válasza:

Nem tudom hogy a könyvben miért így ábrázolták. Ha sóhíd van, vagy mindkét ion számára átjárható a membrán akkor bizony mind a szulfát mind a cink ionok vándorolnak, persze eltérő sebességgel.

A sóhídban alapesetben vannak ionok (ez lehet KCl, vagy NaSO4, stb) ezek is mozognak a megfelelő irányban. Nyilván miközben fogynak ki az ionok a sóhídból közben telnek meg a cink és szulfát ionokkal és haladnak ezek is a megfelelő irányba. Ezek egyszerre történnek, de mindenki csak mást és mást emel ki és ábrázol ezekből.

Főleg hogy a sóhíd is mindnekinél mást és mást jelent. Nálam a KCl-os géllel megtöltött üvegcsövet, valakinél a folyadékkal (ebben is van KCl) megtöltött üvegcsövet aminek a két vége porózus dugóval le van zárva és létezik még az a megoldás ahol egy szűrőpapírt lógat az ember a két oldatba. A szűrőpapír felszív mindkét elektrolitból ionokat így ott nincs KCl. Nyilván annál a tankönyvnél ahol szűrőpapír a sóhíd, ott nem fogja mutatni a kálium és klorid ionok vándorlását, merthogy ott nincs is.


(Korábban írtam olyat hogy az üvegcsöves sóhíd ionok nélkül is működik ezt inkább felejtsd el. Ez csak nagyon elméleti fejtegetés volt, a gyakorlatban ez nem használható.)

2022. júl. 12. 17:44
Hasznos számodra ez a válasz?
 8/8 A kérdező kommentje:
Rendben, köszi a választ (mindenkinek).
2022. júl. 12. 22:07

Kapcsolódó kérdések:





Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu

A weboldalon megjelenő anyagok nem minősülnek szerkesztői tartalomnak, előzetes ellenőrzésen nem esnek át, az üzemeltető véleményét nem tükrözik.
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!