Elementi Galvanik Elementi galvanik paraqet një sistem tek i cili energjia kimike e reaksioneve të oksido-reduktimit transformohet në energji elektrike. #MesueseAurela

1. Elementi Galvanik

2. Elementi Galvanik

3. 
 Ç’është elementi galvanik?.
 Elementi galvanik paraqet një sistem tek i cili energjia kimike e reaksioneve të
oksido-reduktimit transformohet në energji elektrike.
 Si erdhi deri te formimi i elementit galvanik?.
 Shkencëtari italian Luigi Galvani kah fundi i shekullit 18 zbuloi rrymën elektrike
gjatë një prove me këmbët e bretkosës. Rrastësisht me një grremç prej bakri i kapi
këmbët e lagura të bretkosës të përforcuara në një rrethojë prej hekuri dhe vërejti se
këmbët dridhen (mblidhen). Galvani ishte i sigurt se shtazët krijojnë elektricitet dhe
se ai elektricitet ka shkaktuar tkurrjen e këmbëve. Formimin e “rrymës së Galvanit”
në mënyrë të dretë e spjegoi Alessandro Volta. Ai e sqaroi se rryma është paraqitur
për arsye dy metalet bakri dhe hekuri kanë ardhur në kontakt nëpërmjet elektrolitit-
lagështisë në këmbët e bretkosës.
Elementi Galvanik

4. 
 Një element galvanik përbëhet nga: -
 Dy gota - Dy elektroda - Voltmetër - Urë elektrolitike
Prej çka përbëhet elementi
galvanik ?

5. 
 Nese gotat janë të mbushura me tretësirë elektrolitike. Nëpër gota
janë zhytur pllaka që quhen elektroda të cilët ndërmjët veti lidhen
me një përcjellës (tel prej bakri) ku në mes gjendet voltmetri. Që të
formohet qarku i mbyllur elektrik tretësirat e gotave tretësirat i
bashkojmë me ndihmën e një gypi në formë të shkronjës U, që e
quajmë urë elektrolitike. Ura elektrolitike përmban tretësirë të
NaNO3 me c=0.5 mol/dm3 dhe skajet e saj janë të mbyllura me
pambuk. Në çastin e mbylljes së qarkut elektrik shigjeta e
voltmetrit do të tregon një shmangie, d.t.th. tregon se krijohet
rrymë elektrike. Rryma elektrike e krijuar ka kah të kundërt me
lëvizjen e elektroneve. Gjatë zhvillimit të procesit elektrokimik në
elementin e këtillë galvanik njëra pllakë do të harxhohet (do të
tretet), ndërsa pllaka tjetër do të rrit masën e saj. Po kështu, te ky
element galvanik rryma elektrike e krijuar në fillim, me kalimin e
kohës, do të dobësohet dhe në një moment të caktuar do të
ndërpritet.
Perberja ….!!!

6. 
 Le të marim si shembull një element galvanic më të thjeshtë. Në dy gota
kimike prej të cilave njëra është e mbushur me tretësirë të holluar të
sulfatit të zinkut (ZnSO4) me C=0.1 mol/dm3, kurse tjetra me tretësirë
të holluar të sulfatit të bakrit (II) (CuSO4) po kështu me C=0.1
mol/dm3. Në tretësirën e gotës së parë është zhytur një pllakë zinku
kurse në tretësirën e gotës së dytë një pllakë bakri. Gotat lidhen me
gypin në formë të shkronjës U në të cilën gjendet tretësirë e ndonjë
elektroliti: nitratit të natriumit, sulfatit të kaliumit ose nitratit të amonit.
Kjo urë elektrolitike mundëson përcjelljen e rrymës me ndihmën e
joneve, ndërsa pengon përzierjen e elektroliteve nga gota e djathtë dhe
e majtë. Nëse pllakae zinkut dhe e bakrit lidhen me tel nëpërmjet të një
galvanometri, shigjeta do të lëviz që do të thotë se qarku elektrik
mbyllet dhe në atë rrjedh rrymë.
Ç’farë procesesh ndodhin në
elementin galvanik?

7.  Kur pllaka metalike zhytet në tretësirën e joneve të tij, vendoset
baraspesha dinamike ndërmjet joneve në tretësirë dhe atomeve të
metalit. Gjatë vendosjes së baraspeshës oksidohet numër më i madh
i atomeve të zinkut dhe kalojnë në tretësirë në formë të joneve
Zn2+, prandaj në pllakën e zinkut mbeten më shumë elektrone se sa
në pllakën e bakrit. Për këtë arsye, kur këto dy pllaka lidhen me tel
elektronet lëvizin prej vendit ku ka më shumë, kah vendi ku ka më
pak, që do të thotë prej pllakës së zinkut kah pllaka e bakrit. Me
këtë rast prishet baraspesha e vendosur në elektrodat e veçanta,
prandaj oksidohen atome të reja të zinkut duke lëshuar elektrone,
ndërsa jonet e bakrit reduktohen në mënyrë që të zvogëlohet
“teprica” e elektroneve që kanë ardhur në pllakën e bakrit. Qarku
elektrik mbyllet nëpërmjet tretësirës dhe urës elektrolitike
Pse shigjeta e galvanometrit shmanget
dhe rrjedh rryma elektrike?

8. 
 Elektroda prej së cilës elektronet lirohen (nga pllaka e zinkut lirohen
dy elektrone), pra ajo në të cilën zhvillohet procesi i oksidimit sipas
reaksionit : Zn - 2e- -------- Zn2+. -quhet ANODË dhe në elementin
galvanik është pol negativ. Elektroda e cila pranon elektrone (pllaka
e bakrit pranon dy elektrone) dhe në të cilën zhvillohet procesi i
reduktimit sipas reaksionit: Cu2+ - 2e- --------- Cu. -quhet KATODË
dhe në elementin galvanik është pol pozitiv.
Ç’farë procesesh ndodhin
në elementin galvanik?

9. 
 Në këto procese elektrokimike ndodhin pra reaksione të oksido-
reduktimit, në të cilat qëndron edhe thelbi i funksionimit të
elementit galvanik. Zinku, pra oksidohet, jonet e tij kalojnë në
tretësirë dhe pllaka e zinkut tretet. Ndërkaq bakri reduktohet, jonet
e tij kalojnë prej tretësire në pllakën e bakrit dhe si pasojë e kësaj
rritet masa e pllakës së bakrit (pllaka e bakrit trshet).
 Reaksionet redokse që i shënuam më parë quhen reaksione
elektrodike, sepse këto ndodhin në elektroda të elementit galvanik.
Këto reaksione ndodhin në gota të ndryshme dhe bashkërisht
mund ti shënojmë me barazimin: Zn° + Cu2+ -------- Zn2+ + Cu°
Barazimi i fundit tregon reaksionin e oksido-reduktimit që
zhvillohet në elementin galvanik, që paraqet shumën e dy
gjysmëreaksioneve elektrokimike.
Reaksionet e oksido-
reduktimit

10. 
 Këtë e mundëson lëvizja e joneve në tretësirat e gotave 1 dhe
2. konkkretisht jonet sulfat lëvizin nëpër gypin në formë të
shkronjës U prej enës 2, ku janë në tepricë drejt enës 1, ku ato
mungojnë dhe në këtë mënyrë asnjënësohen ngarkesat
elektrike të joneve.
 Çdo element galvanik emërtohet dhe shënohet sipas rregullës
së caktuar. Atë e bëjmë kështu: së pari shënohet pllakat
(elektrodat) në sipërfaqen e të cilëve kryhen reaksionet
elektrodike. Elektroda te e cila kryhet oksidimi quhet anodë,
ndërsa elektroda në të cilën kryhet reduktimi quhet katodë.
Elektrodat me tretësirat ku janë të zhytura përbëjnë një
gjysëmelement galvanik, kurse elementi galvanik përbëhet
prej dy gjysmëelementesh galvanike.
Ç’ndodh me tepricën e ngarkesave
elektrike të joneve në elementin galvanik?

11. 
Reaksionet e oksido-
reduktimit

12. 
 Rryma e cila rrjedh në elementin galvanik kur elektrodat lidhen mes
vete, është pasojë e tendencës së njërës substancë që të oksidohet,
ndërsa tjetrës që të reduktohet. Pikërisht kjo tendencë është masë për
potencialin elektrodik. Ky potencial nuk mund të matet në mënyrë të
drejtpërdrejtë por mund të matet vetëm ndryshimi i potencialit në mes
të dy elektrodave të elementit. Kjo do të thotë se potencialet e
elektrodave kanë vlera relative, të matura pranë ndonjë elektrode
standarde të zgjedhur. Si elektrodë standarde përdoret e a.q.elektroda
standarde e hidrogjenit. Potenciali i elektrodës standarde të hidrogjenit
me marrëveshje është marrë zero në të gjitha temperaturat. Potenciali
elektrodik standart E° i një metali është i barabartë me ndryshimin e
potencialit që çaraqitet në elementin galvanik në të cilin elektroda tjetër
është elektroda standarde e hidrogjenit.
Si arrihet që tretësira të mbetet
elektroasnjënëse në një proces
elektrokimik?

13.  Ndryshimi i potencialit mes dy elektrodave shpeshherë quhet si
forcë elektromotore e elementit (FEM). Potenciali i elementit
caktohet për gjendje standarde, që do të thotë se përqëndrimi sasior i
të gjithë pjesëmarrësve në reaksion është 1 mol/dm3, ndërsa shtypja
100kPa. Nëse elektroda (potenciali elektrodik standart i së cilës
përcaktohet) liron elektrone (është elektrodë negative), ndërsa
elektroda e hidrogjenit pranon elektrone, potenciali elektrodik
standart i përcaktuar shënohet me parashenjë negative. Dhe e
kundërta, nëse elektroda (potenciali elektrodik standart i së cilës
përcaktohet) pranon elektrone (është elektrodë pozitive) kurse
elektroda e hidrogjenit liron elektrone, atëherë potenciali elektrodik
standart shënohet me parashenjë pozitive. Në këtë mënyrë duke i
krahasuar me elektrodën e hidrogjenit janë përcaktuar potencialet
elektrodike standardepër të gjitha metalet.
2 elektrodat: ndryshim
potenciali

14. 
 Ndryshimi i potencialeve elektrodike të anodës dhe katodës jep
ndryshimin e potencialit të elementit galvanik (EEL) Sa më e
madhe të jetë vlera e dryshimit të potencialit të elementit galvanik,
aq më e madhe do të jetë mundësia e zhvillimit të reaksionit kimik
në element. Nga rendi potencial i metaleve shihet se prej
hidrogjenit me E=0.00 V, duke shkuar lart rritet vlera negative e
potencialit elektrodik standard të metaleve, ndërsa nën hidrogjenin
rritet vlera pozitive e potencialit. Sa më e lartë që është vlera
negative e potencialit elektrodik standard të metalit (Li, K, Ba, Ca,
Na,....) aq më e theksuar është aftësia për lirimin e elektroneve
(aftësia reduktuese) dhe formimi i joneve (Li+, K+, Ba2+....). këto
janë metalet kimikisht më aktive dhe mjete reduktuese shumë të
forta. Duke shkuar prej lart posht në rendin elektrokimik atomet e
metaleve kanë aftësi më të vogël për të liruar elektrone, kimikisht
janë më pak aktiv, përkatësisht janë mjete reduktuese më të dobëta.
Anoda-Katoda

15.  Zbulimi i elementeve galvanike si sistemet në të cilën energjia e
reaksionet kimik shnërrohet në energji kimike i ka nxituar
hulumtuesit që të tentojnë të konstruktijnë elemente të cilat do
të shërbejnë si burim i rrymës elektrike për një kohë më të gjatë.
Elementet e tilla duhet që të jenë të arsyeshëm nga aspekti
ekonomik, ndërsa të përshtatshëm për nga konstrukti. Këto
kërkesa sot i plotësojnë dy tipa të elementeve galvanike:
bateritë ose elementet galvanike primare dhe akulumatorët ose
elementet galvanike sekondare.
LLOJET E ELEMENTEVE
GALVANIKE

16. 
 Elementi i Leklansheut (Georges Leclanche) ndryshe quhet edhe
bateria (elementi i thatë). Prej të gjitha elementeve galvanike të cilët
në gjysmën e parë të shekullit XIX kanë qenë si burim i vetëm i
rrymës elektrike ,sot në një formë pak më të ndryshuar përdoret
vetëm elementi i Leklansheut. Poli negativ i lësaj baterie është gota
prej legurës së zinkut e cila lëshon elektrone dhe tretet. Zn(s)+2e- --
------- Zn2+ (oksidimi) Ndërkaq nëpër qarkun e jashtëm rryma
rrjedh prej thuprës së grafitit e cila është poli pozitiv. Thupra e
grafitit është elekterodë inerte, ndërsa është e rrethuar me
përzierjen e oksidit të manganit (IV)dhe blozës (pluhur hekuri).
Elektroliti është tretësira e klorurit të zinkut dhe klorurit të amonit
me pak shtesë amidoni. Amidoni ka për qëllim që ta bëjë
elektrolitin të parrjedhshëm (gel-pastë e dendur) e cila nuk rrjedh
nga elementi galvanik. Prandaj elementi i Leklanshe-ut quhet
bateri e thatë. Tensioni i elementit të pashkruar është 1.50 V(volt).
BATERITË-ELEMENTET
GALVANIKE TË PAKTHYESHME
ELEMENTI I LEKLANSHE-UT

17.  Ekzistojnë edhe elemnte galvanike të cilat pasi të “shprazen”, mund
përsëri të “mbushen” nëse lidhen me burim të rrymës njëkahëshe.
Elementet e këtilla quhen akumulatorë. Vet emri tregon edhe
përdorimin-akumulim të energjisë elektrike. Akumulator është
vetëm ai element galvanik i kthyeshëm i cili mund të jep rrymë të
mjaftueshme një kohë më të gjatë, e kjo do të thotë ai që ka kapacitet
të mjaftueshëm. Kapaciteti është karakteristikë e çdo akumulatori,
ndërsa zakonisht shprehet me amper porë, që në të vërtetë tregon
sasinë e elektricitetit të cilin mund ta jep akumulatori.
 Akumulatori i plumbit. Elektroda negative (katoda) është e
ndërtuar prej plumbi shpuzor i cili është i shtypur në korniza të
plumbit. Elektroda pozitive është rrjeta prej legurës së plumbit dhe
antimonit, që është e mbushur me oksid plumbi (IV). Pllakat e
akumulatorit të plumbit dallohen edhe për nga ngjyra e tyre, kështu
pllaka negative ka ngjyrë të murrme, ndërsa ajo pozitive ka ngjyrë
të kaltër. Elektrolit është acidi sulfurik me pjesëmarrje mase 33-39%.
AKUMULATORËT- ELEMENTET
GALVANIKE TË KTHYESHME

18.  Gjatë shprazjes së akumulatorit nëpër elektroda zhvillohen këto procese: (-)
katoda: (+) anoda: Proceset që zhvillohen në katodë janë: elektronet që çlirohen
në katodën e akumulatorit shkojnë kah anoda. Në polin negativ kryhet oksidimi
i Pb deri në Pb2+, kurse në polin pozitiv kryhet reduktimi i PbO2 deri në jone
Pb2+. Barazimet tregojnë se gjatë zbrazjes së akumulatorit harxhohet H2SO4. kjo
vërehet nga zvogëlimi i dendësisë së elektrolitit. Gjatë mbushjes së akumulatorit,
përqëndrimi i H2SO4 rritet, që mund të vërehet nga rritja e dendësisë së
elektrolitit. Nga që u tha më lartë përmes matjes së dendësisë së elektrolitit
mund të konstatojmë se a është elektroliti i mbushur apo i zbrazur. Gjatë
mbushjes së akumulatorit reaksionet zhvillohen në drejtim të kundërt. Kujdesi
për akumulatorin Gjatë punës akumulatori mund t’i harxhojë tretësirat. Atëherë
duhet shtuar vetëm ujë të distiluar, sepse acidi sulfurik është substancë që
avullohet vështirë, prandaj nuk mund të humbet. Shtimi i ujit të rëndomtë, për
shkak të papastërtive të ndryshme, mund t’i dëmtojë elektrodat dhe të shkaktojë
vetëshprazjen e akumulatorit.
Shprazja e akumulatorit
Mbushja e akumulatorit

19. 
 Nëse një akumulator nuk duam ta përdorim një kohë të gjatë është e
nevojshme që atë së pari ta mbushim, e pastaj ta vëmë në ndonjë vend të
sigurtë. Po qese akumulatori i zbrazët do të qëndronte një kohë më të gjatë,
do të ndodhte procesi që quhet sulfatizimi i pllakave, me ç’rast kristale të
imëta të PbSO4 , do të rikristalizohen në kristale më të mëdha, dhe këto
tani nuk mund të reduktohen në Pb në pllakën negative, gjegjësisht nuk
mund të oksidohen deri në PbO2 në pllakën pozitive. Megjithatë edhe
akumulatorin që nuk e përdorim duhet ta mbushim në çdo 2-3 muaj, sepse
zbrazet vetvetiu duke qëndruar. Që akumulatori të mos dëmtohet dhe nëse
dëshirojmë ta përdorim sa më gjatë, duhet kujdesur për të, d.m.th. ai duhet
gjithmonë të jetë mbushur. Por, është me rëndësi që akumulatori të mos
mbusht tepër. Gjatë mbushjes së tepërt të akumulatorit bëhet elektroliza e
ujit. Në fakt kjo nuk është shumë e rrezikshme. Mirëpo, meqë poli pozitiv i
akumulatorit përbëhet prej rrjetës që përmban PbO2, mbushja e tepërt
shkakton oksidimin e Pb në PbO2 dhe kështu rrrjeta e humb fortësinë
(ngurtësinë) dhe poli pozitiv shpërbëhet. Kjo paraqet një shkaktar më të
shpeshtë të shkatërrimit dhe prishjes së akumulatorit.
Shprazja e akumulatorit
Mbushja e akumulatorit

20.  Përveç akumulatorit të plumbit, ekzistojnë edhe lloje tjera të
akumulatorëve, për shembull, akumulatorët alkalin (nikel-
kadmium) në të cilët anoda është prej kadmiumi, ndërsa katoda prej
oksidit të nikelit (IV). Elektrolit është tretësira e hidroksidit të
kaliumit. Akumulatorët e këtillë mund të prodhohen në dimensione
të vogla, prandaj përdoren në bateritë e elektrokimia eshte shkenca
e kimise qe meret me studimin e degeve te kimis me shnderimin e
energjise kimike ne elektrike .
Lloje tjera të akumulatorëve

21. 
 Durres 2014