187
tretësirave mbetet ashtu siç ka qenë edhe para reaksionit. Është e qartë se, në tretësirë edhe më tutje ka jone të
hidratuara të manganit, nikelit, kobaltit, përkatësisht të bakrit të cilëve ju besohet ngjyra e tretësirave.
Edhe në raste tjera:
kur në reaksionin jonik përfitohet komponim dobët i shpërbashkuar përkatësisht komponimi dobët i
tretshëm ose gazi, në reaksion efektivisht marrin pjesë vetëm jonet të cilat drejtpërdrejt sjellin deri në
formimin e atij produkti të reaksionit, përderisa jonet tjera prezente janë vetëm vrojtues të llojit të vetë
të reaksionit, ndërsa reaksioni shkon deri në fund.
Proceset redoks elektrokimike
Siç vërejtëm, gjatë reaksioneve midis metaleve dhe acideve, këmbehen elektronet. Elektronet këmbehen edhe në
reaksione siç është ai midis zinkut metalik dhe joneve të bakrit:
Zn(s) Cu
2
(aq) Zn
2
(aq) Cu(s)
Gjatë kësaj, siç pamë po ashtu, mund të llogaritet se këmbimi i elektroneve është rezultat i rrjedhjes së
gjysmëreaksionit në të cilin vjen deri te oksidimi i zinkut:
Zn Zn
2
2e–
dhe në gjysmëreaksionin e njëkohshëm në të cilin jonet e bakrit(II) reduktohen:
Cu
2
2e– Cu
Nëse pllaka e zinkut metalik zhytet në tretësirë që përmban jone të bakrit, elektronet barten drejtpërdrejtë nga
zinku kah jonet e bakrit, ndërsa nga shufra metalike në tretësirë kalojnë jonet e zinkut. Nëse, pllaka e zinkut
vendoset në tretësirë që përmban jone të Zn
2+
, asgjë e dukshme nuk do të ndodhë sepse po aq jone nga tretësira
do të kalojnë në metal, prej tij do të pranojnë elektrone dhe do të çelektrizohen (do ta humbin ngarkesën) aq sa
nga pllaka do të kalojnë në tretësirë.
Ngjashëm do të jetë edhe nëse pllaka e bakrit zhytet në tretësirën që përmban jone Cu
2+
.
Mirëpo, nëse dy tretësirat (së bashku me pllakat metalike të zhytura në to) lidhen me të ashtuquajturën urë
elektrolitike
*
, ndërsa pllakat (përmes instrumentit për matjen e tensionit) lidhen me përçues elektrik të jashtëm
(fig. 6.59), do të fitohet, siç tregon voltmetri, burim i rrymës elektrike.
Burimi i këtillë i rrymës elektrike quhet element galvanik
†
. Elementi galvanik është njëri prej dy llojeve të
rëndësishme të elementeve elektrokimike.
*
Ura elektrolitike është gyp i lakuar në të cilin ka tretësirë të elektrolitit. Ura elektrolitike mundëson që dy tretësirat të lidhen elektrikisht
(jonet mund të kalojnë nëpër urë), por të mos përzihen, ndërsa kalimi i joneve nëpër urë mundëson të mbahet elektroneutraliteti i tretësirave.
† Elementi i treguar në fig. 6.59 quhet elementi i Danielit.
188
Lloji i dytë i elementeve elektrokimike janë celulat për elektrolizë (fig. 6.60) në të cilat, po ashtu kryhen
procese të dhënies (lirimit) dhe pranimit të elektroneve, por tani ato kryhen nën veprimin e rrymës njëkahëshe të
sjellë nga jashtë – elektronet pranohen nga elektroda negative, ndërsa i jepen asaj që është e lidhur për polin
pozitiv të burimit të jashtëm.
Kështu, në gjitha elementet elektrokimike ekziston një pjesë në të cilën kryhet
procesi i oksidimit dhe pjesa e dytë (në hapësirë e larguar nga e para), në të
cilën kryhet procesi i pranimit të elektroneve (reduktimi). Këto dy pjesë të
elementit elektrokimik quhen gjysmëelemente.
Gjysmëelementi në të cilin kryhet oksidimi quhet anodë, ndërsa ai në të cilin
gjysmëreaksioni është reduktim, mban emrin katodë*.
Emrat e njëjtë përdoren edhe për shënimin e përçuesve metalik të zhytur në
tretësirë: pllaka, shufra dhe ngjashëm.
Kështu,
në secilin element elektrokimik, në njërin gjysmëelement, në anodë, kryhet gjysmëreaksioni i
oksidimit,
në të dytin, i larguar në distancë, kryhet gjysmëreaksioni i reduktimit.
*
Mënyrë e përshtatshme të mbahet në mend se në anodë kryhet oksidimi është të vërehet se dy fjalët (edhe oksidim edhe anodë) fillojnë me
zanore. Përkundër kësaj reduktimi dhe katoda me bashkëtingëllore.
Fig. 6.60. Celula për elektrolizë
(skematikisht)
Fig. 6.59. Elementi galvanik i Daniel-it
Voltmetri
Ura
elektrolitike
Katoda
Tretësira
Anione Katione
189
Elementet galvanike me rëndësi praktike
Nga elementet galvanike më të përhapura dhe më të përdorura janë elementet
e Leklansheut* (fig. 6.61) elementi i thatë† dhe akumulatorët.
Elementi i thatë i Leklansheut (fig. 6.61) gjen përdorim praktik të gjerë.
Një apo më shumë elemente të këtilla gjenden në “bateritë”
‡
e rëndomta
(ato
për bateritë ndriçuese të xhepit). Ai quhet i thatë sepse në vend të tretësirave
të lëngëta, në ato ka pasta të dendura
§
. Njëra pastë (ajo e sjellë rreth shufrës
së grafitit që gjendet në mes është poli pozitiv i elementit) përmban oksid
mangani (IV), përderisa e dyta (ajo e plotëson mbetjen e hapësirës në enën e
zinkut është poli negativ i elementit të Leklansheut) përmban NH
4
Cl dhe
ZnCl
2
.
Gjysmëreaksionet e oksidimit dhe reduktimit që kryhen në elementin e thatë
mund të paraqiten përafërsisht në mënyrën vijuese (ato në realitet, janë më të
komplikuara):
Zn Zn
2
2e–
dhe
2MnO
2
2H
2e– Mn
2
O
3
H
2
O
Gjatë punës së elementit pastat bëhen më të rralla (gjatë reaksionit formohet uji), ndërsa muret e enës së zinkut
hollohen madje mund të vrimosen. Atëherë, siç themi, bateria rrjedh.
Tensioni i elementit të ri të Leklansheut është rreth 1,5 V, por ai
gradualisht bie. Kur tensioni ulet deri rreth gjysmës nga vlera fillestare,
themi se bateria “është zbrazur” dhe atëherë ajo duhet të hidhet nga
përdorimi.
Ekzistojnë edhe lloje tjera të elementeve galvanike të cilat, sipas pamjes
së jashtme, janë të ngjashme me atë të Leklansheut, por dallohen prej tyre
sipas natyrës së elektrodave dhe nga mjedisi në të cilin ato janë të
zhytura. Të tilla janë bateritë e nikel–kadmiumit, bateritë alkaline (fig.
6.62) dhe mjaftë të tjera.
Akumulatorët
Ekzistojnë elemente galvanike të cilat, pasi të “zbrazen”, munden përsëri
të “mbushen” nëse lidhen me burimin e rrymës njëkahëshe. Elementet e tilla quhen akumulatorë.
* Lexohet i Leklanshéut, e jo i Leklánsheut.
† Sipas mbiemrit të konstruktuesit të tij ` Leklanshe …Leclanché† (1839–1882). Përndryshe, elementi origjinal i Leklansheut duket më
ndryshe nga forma e tij bashkëkohore (fig. 6.10).
‡ Termi “bateri” do të duhej, në realitet, të përdoret vetëm atëherë kur bashkërisht janë të paketuara disa elemente galvanike (sikur në bateritë
e gjëra prej 4,5 volt), e jo edhe atëherë kur është fjala për për një element (sikur te “bateritë” prej 1,5 volt). Ndoshta ke dëgjuar për “baterinë e
topave”?
§ Këto pasta, përsëri, përmbajnë ujë, dhe sipas kësaj, elementi nuk është krejtësisht i thatë.
Fig. 6.61. Elementi i thatë i
Leklansheut (forma bashkëkohore)
Fig. 6.62 Bateria alkaline
- Ena
cilindrike e
zinkut,
- Shufra prej
grafitit,
- Pasta me
elektrolitë
Dostları ilə paylaş: |