Читать «Юный техник, 2007 № 06» онлайн - страница 33
Журнал «Юный техник»
Такой элемент был изобретен за всю историю лишь один раз французом Лекланше в 1868 году. Все те «батарейки», которые нам приходится держать в руках, лишь варианты его элемента. Они дают напряжение около 1,5 В.
Электролит в них — раствор хлористого аммония (нашатыря), положительным электродом служит угольный стержень, отрицательным — сам стаканчик элемента, выполненный из цинка.
При работе гальванического элемента на его положительном электроде выделяется водород. Он может быстро окутать его плотным слоем газовых пузырьков, и ток в цепи прекратится. Чтобы этого избежать, электрод окружают слоем перекиси марганца — вещества, жадно поглощающего водород. Такой элемент отличается способностью длительно выдавать сравнительно сильный ток и может долго храниться без употребления, не теряя своей емкости.
Были попытки применить в гальваническом элементе в качестве электролита серную кислоту. В 1842 году немецкий химик Бунзен создал таким образом мощный элемент. Еще сильнее изобретенный в 1856 г. элемент Грене с хромовой кислотой, выдававший напряжение 2,4 В. Эти элементы отличались большой мощностью и малым весом, и потому их в середине XIX века применяли на электрических дирижаблях. Но у таких гальванических элементов есть большой недостаток. Кислота быстро разрушает цинк, даже тогда, когда элемент не работает. По этой причине элементы Бунзена и Грене давно вышли из употребления.
Но вернемся к делам школьным. Нил Стайнер, в сущности, предложил вольтов столб, пригодный для сборки на уроке. Напомним, вольтов столб — это батарея, предложенная еще в 1800 году и названная по имени изобретателя первого гальванического элемента Алессандро Вольта.
Вот как он выглядит. На деревянной подставке укреплены три стеклянных стержня, связанных сверху деревянным кружком. Между стержнями помещены электроды в виде круглых пластинок. На деревянной подставке лежит цинковая пластинка, а на ней суконный кружок, смоченный разбавленной серной кислотой. Затем следует медная пластинка. Поверх нее положена пластинка из цинка, на ней суконный кружок, смоченный кислотой и так далее.
Вольтов столб сыграл в истории не малую роль. С его помощью наш академик Петров открыл электрическую дугу, а англичанин Хемфри Деви открыл щелочные металлы.
Медные кружки вольтова столба можно заменить кружками из других металлов. Некоторые физики использовали, например, золотые или серебряные монеты. Однако вольтов столб с серной кислотой не безопасен в обращении и уж, конечно, не пригоден для быстрой сборки на уроке. Кроме того, классический вольтов столб сейчас не собрать и по другой причине: практически вышел из обращения листовой цинк.
Посмотрите, как разрешил проблему Нил Штайнер. Он предлагает собрать батарею, похожую на вольтов столб, но в качестве электролита использовать раствор питьевой соды или поваренной соли (две чайных ложки на стакан воды).
Тогда в качестве прокладки между пластинами можно применить обычную фильтровальную бумагу или даже бумажную салфетку.
