Mavzu: Kimyoviy elektr energiyasi manbalari Reja: Kirish

Birlamchi kimyoviy tok manbalari – galvanik elementlar: ishlash prinsipi va turlari.
Birlamchi kimyoviy tok manbaining ishlash prinsipini Yakobi-Danielning
galvanik elementi misolida ko‘rib chiqamiz (1-rasm). Bu element mis kuporosi
CuSO4 aralashmasiga tushirilgan mis elektrod 3 dan va rux kuporosi ZnSO4
aralashmasiga tushirilgan rux elektrod 1 dan iborat. Shisha idishga quyiladigan
elektrolitlar bir-biriga tegib turadi, lekin aralashib ketmaydi, chunki ular g‘ovak
to‘siq 2 bilan ajratilgan.

1-rasm. Galvanik element: 1-rux elektrod; 2-g‘ovak to‘siq; 3-mis elektrod.

Rux elektrod elektrolit aralashmasiga tushirilganda, metallning musbat ionlari

elektrod oldi fazosiga suriladi, elektrolitning musbat ionlari esa elektrod yuzasiga
o‘tiradi. Rux elektrodning elektrod oldi fazosiga bergan musbat ionlari soni, uning
yuzasiga elektrolitdan kelib tushgan musbat ionlari sonidan ortiqdir. Elektrodda
erkin elektronlar hosil bo‘lib, u manfiy zaryadlanadi. Natijada elektrod potensali
φ deb nomlanadigan ma’lum bir potensiallar ayirmasiga ega bo‘lgan zaryadlangan
qatlam hosil bo‘ladi. Agar elektrolit aralashmasiga mis elektrodi tushirilsa, unda
xam shunga o‘xshash jarayon kechadi. Lekin mis o‘zining elektrod oldi fazosiga,
elektrolitdan yuzaga cho‘kkan musbat ionlardan kam bo‘lgan musbat ionlarni
beradi. Elektrod musbat zaryadlanib, φ+ elektrod potensialini xosil qiladi.
Tashqi zanjir ulanganda, ozod elektronlar manfiy elektroddan musbat elektrodga
tomon harakatlanadi. Ruxni musbat ionlari elektrod oldi fazosidan chiqib ketadi,
ularning o‘rniga esa yangi elektronlar suriladi. Ular musbat elektrodga kelib,
misning musbat ionlarining bir qismini neytrallashtiradi va misning neytral
molekulalarini hosil qiladi. Kislota qoldig‘ining bo‘shagan manfiy ionlari, elektrod
oldi fazosidan chiqib, manfiy elektrodga yo‘naladi. Musbat elektrod yuzasida,
neytrallangan ionlar o‘rniga elektrolitdan misning yangi ionlari o‘tiradi.
Musbat elektroddan kelib tushgan kislota qoldig‘ining manfiy ionlari manfiy
elektrod oldida bo‘shagan rux ionlarini neytrallaydi. Elektr kimyoviy jarayonlar
natijasida rux kuporosining ko‘shimcha molekulalari xosil bo‘ladi va mis
kuporosining molekulalari soni kamayadi. Manfiy elektrod oldidagi elektrolit
zichligi ko‘payadi, musbatining oldida esa kamayadi. Manfiy elektrod massasi
kamayadi, musbatiniki esa ortadi. Massani kamayishi bilan kechadigan manfiy
elektroddagi reaksiyalar oksidlanish jarayoni, musbat elektroddagi massani ortishi
bilan kechadigan reaksiyalar esa tiklanish jarayoni deb ataladi.
Elektroliti quyuqlashgan holatda (pasta ko‘rinishida) bo‘lgan birlamchi
elementlar quruq elementlar deyiladi. Quruq elementlarning ko‘p turlari mavjud,
bulardan marganets-ruxli, havo marganets-ruxli turlari keng qo‘llanishga ega.
Marganets-ruxli kimyoviy tok manbalari batareyasi va elementlarini belgilashda
uning elektr kimyoviy tizimi, elektrolit turi, tuzulmasi, gabarit o‘lchamlari va
batareyadagi elementlarning ulanish tartibini aniqlaydigan son – harfli belgilanish
qabul qilingan, masalan:

Agar element tuzli elektrolitli bo‘lsa, u holda markalashda harf qo‘yilmaydi
(birinchisi). Elementning turli harorat rejimlarida ishlay olish qobiliyatiga bog‘liq
holda, sonli belgilashdan keyin quyidagilarni bildiradigan harflar quyiladi: U –
universal, X – sovuqqa chidamli (xladostoykaya), L – yozgi (letnyaya) yoki T –
tropik bajarilgan. Bundan tashqari marganets-ruxli tizimdagi batareyalar va
elementlarga quyidagi nomlar berilgan: Planeta, Orion, Mars, Yupiter, Uran, Krona
VS, Rubin va x.k. Marganets-ruxli tizim elementlarining boshlang‘ich kuchlanishi
1,4 …1,55 V bo‘lib, zaryadsizlanish vaqtida bu kuchlanish 0,85…1,0 V gacha
tushadi. Elementning ichki qarshiligi 1,0…20,0 Om ga teng.
Kimyoviy tok manbalarining simob-ruxli tizimi marganets ruxli elementlarga
nisbatan, o‘zining quyidagi asosiy elektr tavsiflariga ko‘ra afzalliklarga ega: ancha
yuqori solishtirma elektr sig‘imi; e.yu.k.ning mu’tadilligi; bir oyda 3…5% ga teng
bo‘lgan o‘z-o‘zidan zaryadsizlanishi; mexanik jihatdan mustahkamligi. Simob-ruxli
(SR) elementlar turli nominal sig‘im va zaryadsizlanish toklari bo‘yicha ishlab
chiqariladi. Masalan SR 53 elementi uchun nominal sig‘im Cn  0,25 A·soat,
zaryadsizlanish toki Ir  0,125 A, SR 93 element uchun Cn  13 A·soat, Ir  0,3 A.
Simob-ruxli elementlarning boshlang‘ich zaryadsizlanish kuchlanishi Ur.b  1,0
V, oxiridagi kuchlanish esa Ur.o  1,0 V ga teng bo‘ladi. Simob-ruxli tizimidagi
batareya va elementlar marganets-ruxli tizim elementlariga o‘xshash belgilanadi:

Belgilanishdagi qo‘shimcha harflar quyidagilarni bildiradi: S – uzoq muddat
saqlanadigan; N – magnit bo‘lmagan (немагнитный); F – oshirilgan quvvatli, u
tezkor (форсированный) zaryadsizlanishni ta’minlaydi; V – barcha iqlim
(всеклиматический) lar uchun bajarilgan. Barcha birlamchi elementlarning
afzalliklari bo‘lib, ularning kichik xajmliligi, ishlatilishining soddaligi,
foydalanishga doyimo tayyorligi xisoblanadi. Bu elementlarning bir qator
kamchiliklari bor, ular: qayta zaryadlana olmasligi; yuqori ichki qarshilikka va
nisbatan kichik saqlashning muddatiga ega ekanligidadir. Temir yo‘lda, ular asosan
ko‘chma radiostansiyalar, kichik o‘lchamli apparatlar, masofaviy boshkarish tizi-
midagi telefon apparatlari va o‘lchov asboblarini elektr ta’minoti uchun ishlatiladi.