Fråga:
Varför rör sig inte elektronerna genom elektrolyten (istället för kretsen) i en galvanisk cell?
Xman
2012-11-28 22:12:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag lärde mig om galvaniska celler och jag hade problem med att förstå varför elektroner inte färdas genom själva elektrolytlösningarna utan istället föredrar att färdas genom metaller. Kan elektroner färdas genom en elektrolytisk lösning?

Föreställ dig en galvanisk cell utan ledningarna mellan de två elektroderna och istället har vi bara saltbryggan. Kommer inte elektronerna (även om det är mycket ogynnsamt att hända) att resa genom saltbryggan och lösningarna? Med andra ord kommer transformationen av elektroderna att ske?

Fem svar:
permeakra
2012-11-29 01:30:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Inte i vatten. Fri elektron i vatten är verkligen ogynnsam, så ingen signifikant koncentration av dem kan genereras kemiskt, och det reducerar nästan omedelbart vattnet till väte (men jag hörde rykten om generering av solvade elektroner i vatten i ett mycket speciellt experiment med kort halveringstid)

I flytande $ \ ce {NH_3} $ kan emellertid solvatiserade elektroner förekomma, så självurladdning av galvaniska celler med $ \ ce {NH_3} $ -baserad elektrolyt kan uppstå genom elektroners förflyttning via elektrolyt .

Men vi har joner i vatten. Så kan inte vattnet fungera som ledare i det här fallet?
retriever123
2019-03-27 22:01:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Du ifrågasätter den intuitiva kopplingen som orsakas av de flesta galvaniska cellritningar som verkar anta att elektrolytlösningen i saltbryggan inte leder elektricitet, så låt oss undersöka.

Föreställ dig en Zn / Cu $ ^ {2 +} $ cell med elektroder 5 cm ifrån varandra i en 3,5% NaCl-lösning med ett rör (1 cm $ ^ 2 $ tvärsnitt) av lösningen som saltbrygga för balansering av laddning.

Det elektriska motståndet (R = $ \ rho $ l / A) av vår NaCl 0,05 mx 1 cm $ ^ 2 $ saltbro-lösning är:

$$ \ frac {0,2 \ ohm * m} {} * \ frac {0,05 \ * m \ (längd)} {10 ^ {- 4} m ^ 2 \ (tvärsnitt \ område)} = 100 \ ohm $$

Med tanke på den förutspådda EMF på 1,1 volt för denna cell är den förväntade strömmen ( $ I = V / R $ ) genom saltbryggan är: $ 1.1V / 100 \ ohm \ = 0,011 \ amp $ s pan>

Denna ström kan vara försumbar i en galvanisk cellritning jämfört med strömmen genom någon tråd eller låg motståndsbelastning. Detta skulle dock göra ett hemskt batteri för de vanligaste ändamålen, eftersom ett typiskt AA-batteri (3000 mAh) skulle bli helt dött på mindre än två veckor om det faktiskt läckte i denna takt!

Det verkar då som din intuition har i grund och botten rätt ... tills du förstår vad modellerna utelämnar. I riktiga alkaliska batterikonstruktioner är katoden, elektrolyten och anoden sammankopplade mycket nära med en mycket stor yta, vilket ger utmärkt ledningsförmåga genom elektrolyt (och därför mycket låg motståndskraft). Dessa skikt är emellertid åtskilda av ett membran som släpper igenom joner men har en mycket hög motståndskraft mot elektrisk ström.

Källor: https://www.thoughtco.com/table-of-electrical -resistivitet-konduktivitet-608499 (motstånd mot havsvatten) https://en.wikipedia.org/wiki/Alkaline_battery (alkaliskt batteridesign)

user7698
2014-09-04 18:50:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Elektroner kan inte överleva i vattenhaltigt tillstånd. Eftersom de är en laddad subatomär partikel måste elektronerna stanna nära protoner som ligger i atomens centrum. Därför rör sig elektronen från en atom till en annan som är tätt packade, vad vi har i ett fast ämne.

user38064
2016-11-30 03:31:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Elektroner kan färdas genom elektrolytlösningen, men elektroner tar vägen med det lägsta motståndet, lösningen har relativt högre motstånd jämfört med den yttre kretsen. Därför tar elektronen vägen för den yttre kretsen.

Qubit1028
2016-05-25 02:04:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kanske bara tänka på det när elektronerna slår igenom elektrolyten på de relativt jätte och mobila atomerna som utgör joner i lösningen. Om du verkligen ville tvinga dessa elektroner att resa på egen hand genom elektrolyten skulle du behöva skruva upp spänningen. Tusentals volt skulle behövas för att förse elektronerna med tillräckligt med energi för att riva igenom elektrolyten (dvs. dielektrisk nedbrytning).

Ett annat sätt att få elektricitet att strömma genom en elektrolyt, även om det fortfarande inte strömmar elektroner, är att införa en växelström över en cell. Vid tillräckligt hög frekvens (vanligtvis i kHz-intervall) kan ström kortsluta kapacitansen vid varje elektrod. Detta är vanligtvis hur konduktivitetsmätningar görs på vätskor.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...