Elektrokemijski članak jest članak u kojem se pri odvijanju kemijske reakcije kemijska energija pretvara u električnu ili obrnuto. Sastoji se od dvije elektronski vodljive faze (metal ili poluvodič) koje se zovu elektrode, međusobno povezane ionski vodljivom fazom (vodene i nevodene otopine elektrolita, taline ili ionski vodljive čvrste tvari).
Pri svom prolazu kroz članak struja se mora mijenjati iz elektronske u ionsku i ponovo u elektronsku. Ove promjene vrste vodljivosti popraćene su oksido-redukcijskim reakcijama. Reakcije oksidacije i redukcije se odvijaju istovremeno, ali su prostorno odijeljene, a elektroda na kojoj se zbiva reakcija oksidacije zove se anoda, a elektroda na kojoj se zbiva redukcija jest katoda.
Povrativi članak je elektrokemijski članak kod kojeg su kemijske reakcija na elektrodama reverzibilne. Akumulatori su primjer povrativog članka.
Galvanski članak (naponski članak, Voltin članak) jest elektrokemijski članak u kojem se kemijska energija spontano pretvara u električnu. Galvanski članak sastoji se od dva polučlanka, a svaki polučlanak od elektrode uronjene u elektrolit. Elektrolit može biti zajednički za obje elektrode ili različit za svaku elektrodu. Dva elektrolita odvajamo polupropusnom membranom ili ih spajamo elektrolitskim mostom. Ako se elektrode povežu nekim vodičem, elektroni putuju kroz vodič od negativnog pola prema pozitivnom polu.
Danielov članak je primjer galvanskog članka. Sastoji se od bakrene i cinkove elektrode, a kao elektrolit služe otopine bakrova(II) sulfata i cinkova sulfata odijeljene polupropusnom membranom. Kada se elektrode spoje električnim vodičem kroz strujni krug će proteći električna struja. Na negativnom polu (cinkovoj elektrodi) zbiva se proces oksidacije A na pozitivnom polu (bakrenoj elektrodi) zbiva se proces redukcije.
Elektromotornu silu galvanskog članka možemo izračunati iz razlike redoks potencijala tvari koja se reducirala (bakra) i tvari koja se oksidirala (cinka).
Galvanski članak može se shematski prikazati upotrebom okomite crte. Uobičajeno je da se oksidirana vrsta piše s lijeve strane.
Ime je dobila u čast talijanskog znanstvenika i liječnika Luigia Galvania (1737.-1798.).
Bunsenov članak je primarni članak koji je razvio Robert W. Bunsen. Sastoji se od cinkove katode uronjene u razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i ugljikove anode uronjene u koncentriranu otopinu dušične kiseline. Elektrolitske otopine odijeljene su poroznom stjenkom. Članak ima elektromotornu silu od 1.9 V.
Elektrokemijski potencijal je mjera tendencije metala da formira ione u kapljevini.
Britanski kemičar John Frederic Daniell (1790-1845) predstavio je 1836. poboljšani naponski članak koji je davao stalnu struju tijekom rada. Daniellov članak galvanski je članak u kojem su anoda (cink) i katoda (bakar) uronjeni u sulfatno kiselu otopinu svojih iona. Otopine su razdvojene pregradom od porozne gline. U članku se spontano odvija redukcija Cu2+ iona i oksidacija cinka u Zn2+ uz elektromotornu silu od 1.100 V.
Zn(s) |
→ | Zn2+ + 2e- |
+0.763 V |
Cu2+ + 2e- |
→ | Cu(s) |
+0.337 V |
Zn(s) + Cu2+ |
→← | Zn2+ + Cu(s) |
+1.100 V |
Suhi članak Leclancheov članak primarni je članak koji se sastoji od grafitne katode okružene manganovim dioksidom i smještene u posudicu od cinka ispunjenu pastom amonijeva klorida kao elektrolitom. Elektromotorna sila ovog članka iznosi 1.5 V. Izumio ga je 1866. francuski inženjer Georges Leclanché (1839.-1882.).
Električni članak (baterija) je naprava za proizvodnju trajnih električnih struja pretvorbom kemijske, nuklearne, toplinske ili svjetlosne energije u električnu. Prema načinu pretvorbe kemijske energije u električnu razlikuju se galvanski članci, akumulatori, gorivi članci i biološki članci.
Generalić, Eni. "Elektrokemijski članak." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav