Galvanski elementi su uređaji koji pretvaraju kemijsku energiju u električnu energiju putem elektrokemijskih reakcija. Često se nazivaju i galvanskim člancima ili jednostavno baterijama. Ova tema je važna jer nam pomaže razumjeti kako električna energija može biti generirana putem kemijskih procesa te kako funkcioniraju osnovne komponente baterija koje svakodnevno koristimo u različitim uređajima.
Ključna svojstva galvanskih elemenata uključuju dvije elektrode koje su potopljene u elektrolit, tvar koja omogućuje prijenos iona, te spojnicu koja povezuje elektrode. Elektroda na kojoj se odvijaju oksidacijske reakcije naziva se anoda, dok je elektroda na kojoj se odvijaju redukcijske reakcije katoda. Elektroni teku kroz vanjski krug od anode prema katodi, dok se ioni mijenjaju kroz elektrolit kako bi se održala ravnoteža u sustavu.
Primjer galvanskog elementa je cink-bakra baterija. Cink djeluje kao anoda, dok bakar djeluje kao katoda. Kada se spoje, cink reagira s elektrolitom otpuštajući elektrone koji putuju kroz spojnicu prema bakru gdje se kombiniraju s ionima bakra. Ova reakcija stvara električnu energiju koja može biti korištena za napajanje uređaja.
Jedna od tipičnih pogrešaka koje učenici često čine je zamjena anode i katode. Bitno je zapamtiti da anoda uvijek predstavlja elektrodu na kojoj se događaju oksidacijske reakcije, dok je katoda elektroda na kojoj se događaju redukcijske reakcije. Savjet je pažljivo pratiti redoslijed reakcija i razumjeti kako elektroni teku kroz galvanski element.
Kratka pitanja za samoprovjeru:
1. Koja je uloga elektrolita u galvanskom elementu?
2. Kako se naziva elektroda na kojoj se odvijaju oksidacijske reakcije?
3. Kako se elektroni kreću kroz galvanski element?
4. Koja je razlika između anode i katode?
5. Kako se naziva uređaj koji pretvara kemijsku energiju u električnu energiju putem elektrokemijskih reakcija?
Rješenja:
1. Elektrolit omogućuje prijenos iona između elektroda.
2. Anoda.
3. Elektroni teku od anode prema katodi.
4. Anoda je elektroda na kojoj se odvijaju oksidacijske reakcije, dok je katoda elektroda na kojoj se odvijaju redukcijske reakcije.
5. Galvanski element.