Sähkön tuottoa ja käyttöä

Sähkökemian historiaa

  • Luigi Galvani luuli keksineensä "eläinsähkön"



    https://backyardbrains.com/experiments/Galvani_Volta
  • Alessandro Volta osoitti, että kahden metallin välillä kulkee sähkövirta, jos ne on upotettu sähköä johtavaan liuokseen eli elektrolyyttiin
  • Elektrolyytti = ioneja sisältävä liuos (joka johtaa siksi sähköä)

  • Lisätietoa:
    • Eläinten (ja ihmisten) kudosnesteet ovat elektrolyyttejä
    • Kaikki ihmisen solujen, hermojen ja lihasten toiminta perustuu sähkökemiaan
    • Eläimiä ei siis tarvittu muuhun kuin elektrolyytiksi!

Sähkökemiallinen pari


  • Kahden eri metallin välille muodostuu potentiaaliero eli jännite
    • Sitä suurempi mitä kauempana toisistaan jännitesarjalla
  • Paristot ovat sähköparin sovelluksia
    • sinkki-hiili -paristo: Zn + MnO2, elektrolyyttinä NH4Cl-hyytelö (hiilisauva päällystetty mangaanioksidilla)
    • alkaliparistoissa elektrolyyttinä emäs (eli alkali) NaOH tai KOH (elektrodeina edelleen Zn + MnO2)
  • Akuissa kemialliset reaktiot ovat käännettäviä
    • käytettäessä (eli purettaessa) sähköpari antaa sähkövirtaa
    • ladattaessa reaktio etenee päinvastaiseen suuntaan (ulkoinen jännitelähde!)
    • Litiumioniakku​ on nykyisin yleisin ladattavissa sähkölaitteissa käytettävä energianlähde

HUOM! Paristoja ei voi ladata! Kemiallinen reaktio ei toimi elektrolyysissä ja tuloksena on voimakas lämpötilan nousu ja mahdollinen räjähdys.

Elektrolyysi

  • Elektrolyysissä sähköparissa tapahtuva reaktio pakotetaan päinvastaiseen suuntaan ulkoisella jännitelähteellä (sähköllä!)
  • positiiviset ionit pelkistyvät alkuaineeksi katodin pinnalle (+ ja - navat toisin päin kuin sähköparissa!)
  • käyttöä: epäjalojen metallien puhdistus, kaasujen valmistus, sähköä johtavien esineiden pinnoitus