Galvanisk element, den type elektrisk element som først ble kjent, et elektrokjemisk element der kjemisk energi omsettes til elektrisitet. Det består av to elektroder nedsenket i en elektrolytt, og energien frigjøres ved at elektrolytten virker på den ene eller begge elektrodene, og løser opp eller omdanner disse kjemisk.

Det galvaniske element ble oppfunnet 1800 av italieneren A. Volta. Han innførte betegnelsen galvanisme eller galvanisk strøm på strømmen fra slike elementer, til ære for sin avdøde landsmann L. Galvani. I engelsktalende land kalles slike elementer for voltaceller.

Voltas element, vanligvis kalt Voltas begerglass eller voltasøyle, bestod av en kobberplate og en sinkplate i fortynnet svovelsyre. Når sinkplaten kommer i berøring med elektrolytten, frigjøres positivt ladede sinkioner, og sinkplaten får da et overskudd av elektroner og blir negativt ladet. Når kobberplaten kommer i kontakt med elektrolytten, vil hydrogenioner trekke til seg elektroner fra kobberet og utskilles som hydrogengass, mens kobberplaten blir positivt ladet.

Ved begge elektroder innstiller potensialet seg raskt på en bestemt verdi. Ved sinkplaten, den negative pol, holdes de positive sinkionene etter hvert tilbake, og ved kobberplaten, den positive pol, frastøtes etter hvert de positive hydrogenionene. Forbindes de to platene utvendig med en elektrisk leder, vil det gå en strøm fra den positive til den negative pol, dvs. det går elektroner den motsatte vei. Derved fjernes elektronene fra sinkplaten og sinkioner kan på ny avgis til elektrolytten. På tilsvarende måte blir kobberplaten tilført elektroner, og nye hydrogenioner kan nøytraliseres. Når prosessen har vart en tid, vil hydrogengassen som frigjøres, legge seg som et belegg omkring kobberplaten og hindre nye hydrogenioner i å slippe frem. Man sier at platen polariseres.I prinsippet virker alle galvaniske elementer på lignende måte, men man har elementer hvor ionene ikke går ut i løsningen ved sinkelektroden. Isteden går de fra elektrolytten og slår seg ned på elektroden. Man har også elementer hvor elektronene ikke går fra den positive pol til positive ioner, men fra negative ioner til den negative pol.

Spenningen som elektrodene innstiller seg på i forhold til hverandre er bestemt ved elektrodematerialet, men påvirkes i noen grad av andre forhold (temperatur, renhetsgrad, elektrolytt og depolarisator). For hvert metall kan det angis et elektrokjemisk potensial eller standard elektrodepotensial. Polspenningen eller den elektromotoriske spenning over et element er lik forskjellen i elektrokjemisk potensial mellom de to elektrodene. Stoffer med høyt elektrokjemisk potensial avgir lett ioner i en elektrolytt, og egner seg derfor som negativ pol, mens den positive pol må ha et lavt elektrokjemisk potensial.

I et galvanisk element for praktisk bruk må man hindre polarisasjon, slik at man kan trekke strøm ut av elementet i lengre tid. I Daniells element som på 1800-tallet ble meget brukt i telefon- og telegrafbatterier, er dette oppnådd ved at cellen deles i to med en porøs skillevegg. Rommet omkring sinkelektroden fylles med svovelsyre, og rommet omkring kobberelektroden fylles med kobbersulfatløsning. Den porøse skilleveggen hindrer de to elektrolyttene i å blande seg, men er elektrisk ledende. Ved den negative pol frigjøres sinkioner på vanlig måte, men ved den positive pol vil kobber slå seg ned på elektroden og man unngår polarisasjon.

Tørrelementet bestod i sin opprinnelige form av en sinkelektrode og en kullelektrode i ammoniumkloridløsning, Leclanchés element. Det er det element som hittil har hatt størst praktisk betydning. Se batteri, Primærbatterier. Andre galvaniske batterier som har funnet praktisk anvendelse er Clarks element og Westons element som begge brukes som normalelementer, dvs. som kalibreringsgrunnlag ved spenningsmålinger, fordi polspenningen er meget konstant når elementet ikke belastes.

Galvaniske elementer av den typen som hittil er nevnt, er karakterisert ved at elektrodematerialet forbrukes og at det ikke, eller bare i meget liten grad, lar seg gjenvinne om man sender strøm gjennom elementet fra den positive til den negative pol, altså i motsatt retning av den strømmen elementet vanligvis gir. Slike galvaniske elementer kalles primære, i motsetning til sekundære galvaniske elementer hvor man ved å reversere strømmen kan få den kjemiske reaksjon til å løpe motsatt vei, og dermed omdanne elektrisk energi til kjemisk.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.