Daniell-elem

Primer galvánelem, amely egy pozitív réz elektródból és egy negatív cinkamalgám elektródból áll.
A cinkamalgám elektródot híg kénsav, vagy cink-szulfát elektrolit oldatba helyezik egy porózus edénybe, amely a rézelektródot tartalmazó réz-szulfát oldatban áll.
1936-ban találta fel John Daniell (1790-1845) brit kémikus.

A reakció során ionok vándorolnak a porózus edényen keresztül és elektronok a vezetéken. Ez a folyamat látható az alábbi animációban.

A jobb oldalon láthatók az összeállított galvánelem vegyi folymataiban résztvevő ionok, és az elektron, amelyek áramlása szerepet játszik az elektromos áram kialakulásában.
Ezek mozgása egyszerre megfigyelhető.

- A folyamat során a cink oldatba kerül, miközben elektront ad le.
- Az elektron a vezetéken keresztül a rézlemezre jut.
- Itt az elektront az oldatban lévő rézionok felveszik, és kiválnak a lemezre.
- Mivel a folyamat során a cinkoldatban túlsúlyba kerülnek a pozitív töltésű ionok, a rézoldatban pedig a negatív töltésűek, a töltéskiegyenlítés érdekében szulfátionok vándorolnak a rézoldatból a cinkoldatba. Az ionok egyben zárják is az áramkört.

Ha nem használjuk az elemet (nincs összekötve vezetővel a két elektróda) nem folyik áram, hiszen az elektronok áramlása csak akkor indul el, ha az áramkör zárt.

Az elem addig működik, amíg valamelyik, a kémiai reakcióban résztvevő anyag el nem fogy: például amíg a szulfátionok nagy része átvándorol a cink-szulfát-oldatba.

Használaton kívül az elemet szét kell szerelni, hogy megakadályozzák az egyik elektrolitnak a másikba való diffundálását.
A cella elektromotoros ereje 1,08 V kénsavval, és 1,10 V cink-szulfát oldatban.

Öveges tanár úr szemléletesen foglakozik a galvánelemekkel a Fizika blokk A galvánelem és a Hogyan működik a galvánelem? című részében.

Felhasznált irodalom