Hoří hliník v otevřeném ohni? Jak dosáhnout rovnoměrné barvy plamene? Spalování slitin hliníku a hořčíku na vzduchu

Není těžké uhodnout, že odstín plamene je určen chemikáliemi, které v něm hoří, pokud vystavení vysoké teplotě uvolňuje jednotlivé atomy hořlavých látek, které zbarvují oheň. Pro zjištění vlivu látek na barvu ohně byly provedeny různé experimenty, o kterých pojednáme níže.

Od pradávna se alchymisté a vědci snažili zjistit, jaké látky hoří v závislosti na barvě, kterou plamen získá.

Plameny plynových ohřívačů vody a kamen, které jsou k dispozici ve všech domech a bytech, mají modrý nádech. Při spalování je tento odstín produkován uhlíkem, oxidem uhelnatým. Žlutooranžová barva plamene ohně zapáleného v lese nebo domácích zápalek je způsobena vysokým obsahem sodných solí v přírodním dřevě. Z velké části díky tomu - červená. Plamen hořáku plynového sporáku získá stejnou barvu, pokud jej posypete obyčejnou kuchyňskou solí. Když měď hoří, plamen bude zelený. Myslím, že jste si všimli, že když nosíte prsten nebo řetízek z obyčejné mědi, který není po dlouhou dobu potažen ochrannou sloučeninou, pokožka zezelená. Totéž se děje během procesu spalování. Pokud je obsah mědi vysoký, objeví se velmi jasné zelené světlo, téměř totožné s bílým. To lze vidět, když na plynový hořák nasypete měděné hobliny.

Bylo provedeno mnoho experimentů s použitím běžného plynového hořáku a různých minerálů. Tímto způsobem bylo určeno jejich složení. Musíte vzít minerál pinzetou a umístit jej do plamene. Barva, kterou oheň získá, může naznačovat různé nečistoty přítomné v prvku. Zelený plamen a jeho odstíny indikují přítomnost mědi, barya, molybdenu, antimonu a fosforu. Bor vytváří modrozelenou barvu. Selen dodává plameni modrý nádech. Plamen je zbarven červeně v přítomnosti stroncia, lithia a vápníku a fialově - draslíku. Žlutooranžová barva vzniká při hoření sodíku.

Studie minerálů k určení jejich složení se provádějí pomocí Bunsenova hořáku. Barva jeho plamene je rovnoměrná a bezbarvá, neruší průběh experimentu. Bunsen vynalezl hořák v polovině 19. století.

Přišel s metodou, která umožňuje určit složení látky podle odstínu plamene. Vědci se pokoušeli provádět podobné experimenty již před ním, neměli však Bunsenův hořák, jehož bezbarvý plamen nerušil průběh experimentu. Do ohně hořáku umístil různé prvky na platinovém drátu, protože po přidání tohoto kovu se plamen nezbarví. Metoda se na první pohled zdá dobrá, lze se obejít bez pracné chemické analýzy. Stačí přivést živel do ohně a podívat se, z čeho se skládá. Ale látky ve své čisté formě lze v přírodě nalézt velmi zřídka. Obvykle obsahují velké množství různých nečistot, které mění barvu plamene.

Bunsen se snažil zvýraznit barvy a odstíny pomocí různých metod. Například pomocí barevného skla. Řekněme, že když se podíváte přes modré sklo, neuvidíte žlutou barvu, kterou oheň změní při spalování nejběžnějších sodných solí. Pak se lila nebo karmínový odstín požadovaného prvku stane rozlišitelným. Ale i takové triky vedly ve velmi vzácných případech ke správnému určení složení složitého minerálu. Tato technologie nemohla dosáhnout více.

V dnešní době se takový hořák používá pouze pro pájení.

Plameny přicházejí v různých barvách. Podívejte se do krbu. Žluté, oranžové, červené, bílé a modré plameny tančí na kládách. Jeho barva závisí na teplotě spalování a hořlavém materiálu. Chcete-li si to představit, představte si spirálu elektrického sporáku. Pokud je dlaždice vypnutá, závity spirály jsou studené a černé. Řekněme, že se rozhodnete ohřát polévku a zapnout sporák. Nejprve se spirála změní na tmavě červenou. Čím vyšší teplota stoupá, tím jasnější je červená barva spirály. Když dlaždice dosáhne své maximální teploty, cívka se změní na oranžovo-červenou.

Spirála přirozeně nehoří. Nevidíš plamen. Je prostě fakt žhavá. Pokud jej budete dále zahřívat, barva se změní. Nejprve barva spirálky zežloutne, poté zbělá a až se zahřeje ještě více, bude z ní vycházet modrá záře.

Něco podobného se děje s ohněm. Vezměme si jako příklad svíčku. Různé oblasti plamene svíčky mají různé teploty. Oheň potřebuje kyslík. Přikryjete-li svíčku skleněnou nádobou, oheň zhasne. Centrální oblast plamene svíčky přilehlá ke knotu spotřebovává málo kyslíku a vypadá tmavě. Horní a boční oblasti plamene dostávají více kyslíku, takže tyto oblasti jsou jasnější. Jak se plamen pohybuje knotem, vosk taje a praská a rozbíjí se na drobné uhlíkové částice. (Uhlí se také skládá z uhlíku.) Tyto částice jsou plamenem neseny nahoru a hoří. Jsou velmi horké a září jako spirála vaší dlaždice. Ale uhlíkové částice jsou mnohem žhavější než spirála nejžhavější dlaždice (teplota spalování uhlíku je přibližně 1400 stupňů Celsia). Proto je jejich záře žlutá. V blízkosti hořícího knotu je plamen ještě žhavější a modře září.

Plameny krbu nebo ohně mají většinou pestrý vzhled. Dřevo hoří při nižší teplotě než knot svíčky, takže základní barva ohně je spíše oranžová než žlutá. Některé uhlíkové částice v plameni ohně mají poměrně vysokou teplotu. Je jich málo, ale dodávají plamenu nažloutlý nádech. Ochlazené částice žhavého uhlíku jsou saze, které se usazují na komínech. Teplota hoření dřeva je nižší než teplota hoření svíčky. Vápník, sodík a měď při zahřátí na vysoké teploty září různými barvami. Přidávají se do raketového prášku k obarvení světel svátečních ohňostrojů.

Barva plamene a chemické složení

Barva plamene se může lišit v závislosti na chemických nečistotách obsažených v polenech nebo jiné hořlavé látce. Plamen může obsahovat například nečistoty sodíku.

Již ve starověku se vědci a alchymisté snažili pochopit, jaké látky hoří v ohni v závislosti na barvě ohně.

• Sodík je součástí kuchyňské soli. Když se sodík zahřeje, zbarví se jasně žlutě.
• Do ohně se může uvolňovat vápník. Všichni víme, že mléko obsahuje hodně vápníku. Je to kov. Horký vápník se změní na jasně červenou.
• Pokud fosfor hoří v ohni, plamen zezelená. Všechny tyto prvky jsou buď obsaženy ve dřevě, nebo vstupují do ohně s jinými látkami.
• Téměř každý má doma plynové sporáky nebo bojlery, jejichž plameny jsou zbarveny do modra. Může za to hořlavý uhlík, oxid uhelnatý, který dává tomuto odstínu.

Mícháním barev plamene, stejně jako mícháním barev duhy, může vzniknout bílá, a proto jsou v plamenech ohně nebo krbu viditelné bílé plochy.

Teplota plamene při hoření určitých látek:

Jak dosáhnout rovnoměrné barvy plamene?

Ke studiu minerálů a určení jejich složení se používá Bunsenův hořák, poskytující rovnoměrnou, bezbarvou barvu plamene, která neruší průběh experimentu, vynalezený Bunsenem v polovině 19. století.

Bunsen byl vášnivým fanouškem elementu ohně a často si pohrával s plameny. Jeho koníčkem bylo foukání skla. Když Bunsen vyfoukl ze skla různé mazané návrhy a mechanismy, nemohl si bolesti všimnout. Byly chvíle, kdy se mu z mozolnatého prstu začalo kouřit z horkého, ještě měkkého skla, ale nevěnoval tomu pozornost. Pokud už bolest přesáhla práh citlivosti, pak se zachránil vlastní metodou – prsty si pevně stiskl ušní lalůček a přerušil jednu bolest druhou.

Právě on byl zakladatelem metody určování složení látky podle barvy plamene. Samozřejmě, že před ním se vědci pokoušeli o takové pokusy, ale neměli Bunsenův hořák s bezbarvým plamenem, který experimentu nevadil. Do plamene hořáku zavedl různé prvky na platinovém drátu, protože platina neovlivňuje barvu plamene a nebarví ho.

Zdá se, že metoda je dobrá, není potřeba složitých chemických rozborů, prvek přivedeme do plamene a jeho složení je okamžitě viditelné. Ale nebylo to tam. Látky se v přírodě vyskytují v čisté formě velmi zřídka, obvykle obsahují velké množství různých nečistot, které mění barvu.

Bunsen vyzkoušel různé metody izolace barev a jejich odstínů. Zkoušel jsem se například dívat přes barevné sklo. Řekněme, že modré sklo uhasí žlutou barvu produkovanou nejběžnějšími sodnými solemi a dalo by se rozeznat karmínový nebo fialový odstín nativního prvku. Ale i s pomocí těchto triků bylo možné určit složení složitého minerálu pouze jednou ze sta.

To je zajímavé! Díky vlastnosti atomů a molekul vyzařovat světlo určité barvy byla vyvinuta metoda pro stanovení složení látek, tzv. spektrální analýza. Vědci zkoumají spektrum, které látka vyzařuje například při hoření, porovnávají je se spektry známých prvků, a tak určují její složení.

Spalování hliníku

Hořící hliník na vzduchu

Na rozdíl od hořčíku se jednotlivé hliníkové částice při zahřátí na vzduchu nebo vodní páře na 2100 K nevznítí. Hořící částice hořčíku byly použity k zapálení hliníku. Ty byly umístěny na povrch topného článku a hliníkové částice byly umístěny na špičku jehly ve vzdálenosti 10-4 m nad prvním.

Když se hliníkové částice zapálí, vznícení nastane v parní fázi a intenzita žhnoucí zóny, která se objeví kolem částice, se pomalu zvyšuje. Stacionární spalování je charakterizováno existencí žhnoucí zóny, která nemění svou velikost, dokud kov není téměř úplně spálen. Poměr velikosti žhavící zóny a částice je 1,6-1,9. V zóně záře se tvoří malé kapičky oxidu, které při srážce splývají.

Zbytkem po spálení částice je dutá skořápka, která uvnitř neobsahuje žádný kov. Závislost doby hoření částice na její velikosti vyjadřuje vzorec (symetrické spalování).

Spalování hliníku ve vodní páře

K vznícení hliníku ve vodní páře dochází heterogenně. Vodík uvolněný během reakce přispívá k destrukci oxidového filmu; v tomto případě se kapalný oxid hlinitý (nebo hydroxid) rozprašuje ve formě kapiček o průměru až 10-15 mikronů. Taková destrukce oxidové slupky se periodicky opakuje. To naznačuje, že značná část kovu hoří na povrchu částice.

Na začátku spalování je poměr rsv /r 0 se rovná 1,6-1,7. Během procesu spalování se velikost částic zmenšuje a poměr gs/?o se zvyšuje na 2,0-3,0. Rychlost hoření hliníkové částice ve vodní páře je téměř 5krát vyšší než ve vzduchu.

Spalování slitin hliníku a hořčíku

Spalování slitin hliníku a hořčíku na vzduchu

Vznícení částic slitin hliníku a hořčíku různého složení ve vzduchu, směsích kyslíku a argonu, vodní páře a oxidu uhličitém probíhá zpravidla podobně jako vznícení částic hořčíku. Nástupu vznícení předcházejí oxidační reakce probíhající na povrchu.

Spalování slitin hliníku a hořčíku se výrazně liší od spalování hliníku i hořčíku a silně závisí na poměru složek ve slitině a na parametrech oxidačního prostředí. Nejdůležitější vlastností spalování slitinových částic je dvoustupňový proces (obr. 2.6). V první fázi je částice obklopena sadou hořáků, které tvoří nerovnoměrnou zónu luminiscence reakčních produktů. Porovnáním charakteru a velikosti svítící zóny obklopující částice slitiny během první fáze hoření s povahou a velikostí svítící zóny kolem hořící částice hořčíku (viz obr. 2.4) můžeme usoudit, že v této fázi se hlavně hořčík používá jako hořčík. vyhoří z částice.

Rýže. 2.6. Spalování částice slitiny 30 % Al + 70 % Mg za normálního atmosférického tlaku ve směsi obsahující 15 % obj. 2a 85 % Ar:

1, 2 – vyhoření hořčíku; 3-6 – vyhoření hliníku

Charakteristickým znakem prvního stupně spalování slitiny je stálost velikosti částic a zóny plamene. To znamená, že kapka kapaliny slitiny je obsažena v pevném obalu z oxidu. Oxidovému filmu dominuje oxid hořečnatý. Přes defekty filmu vytéká hořčík a hoří v plameni difúze páry.

Na konci prvního stupně se zvyšuje výskyt heterogenních reakcí, o čemž svědčí výskyt oblastí jasné luminiscence na povrchu částice. Teplo uvolněné při heterogenních reakcích napomáhá zahřátí částice na bod tání oxidu a začátek druhé fáze hoření.

Ve druhé fázi spalování je částice obklopena rovnoměrnou, jasnější žhnoucí zónou, která se zmenšuje, jak kov vyhoří. Homogenita a kulovitost zóny plamene ukazuje, že oxidový film na povrchu částice je roztaven. Difúze kovu fólií je zajištěna nízkým difúzním odporem kapalného oxidu. Velikost zóny plamene výrazně převyšuje velikost částic, což ukazuje na spalování kovu v plynné fázi. Porovnání povahy druhého stupně spalování se známým průběhem spalování hliníku ukazuje na velkou podobnost, je pravděpodobné, že hliník v této fázi procesu hoří. Při dohoření se velikost plamene a následně i hořící kapka zmenšuje. Spálená částice dlouho svítí.

Změna velikosti žhavící zóny hořících částic v souladu s popsaným mechanismem je složitá (obr. 2.7). Po zapálení hodnotu r Svatý. /r 0 rychle (za -0,1 ms) dosáhne maximální hodnoty (sekce ab). Dále, během hlavní doby prvního stupně spalování, poměr r Svatý/ r 0 zůstává konstantní (oddíl bv). Když hořčíkové vyhoření skončí, rživotopis/ r 0 se sníží na minimum (bod G), a poté, se začátkem spalování hliníku, se zvyšuje (oddíl gd). Konečně, ale jak hliník vyhoří r Svatý. /r 0 klesá monotónně (oddíl de) na konečnou hodnotu odpovídající velikosti vzniklého oxidu.

Rýže. 2.7.:

1 – slitina 30 % Al + 70 % Mg, vzduch; 2 – slitina 30 % A1 + 70 % Mg, směs 15 % O2 + 85 % Ar; 3 – slitina 50% A1 + 50% Mg, vzduch

Mechanismus a parametry procesu hoření slitin hliníku a hořčíku výrazně závisí na složení slitiny. S poklesem obsahu hořčíku ve slitině se zmenšuje velikost žhavicí zóny během prvního stupně hoření a doba trvání tohoto stupně. Když je obsah hořčíku ve slitině nižší než 30 %, proces zůstává dvoustupňovým procesem, ale stává se přerušovaným. Na konci prvního stupně se žhavicí zóna zmenší na velikost samotné částice, proces spalování se zastaví a hliník dohoří až po opětovném zapálení částice. Částice, které se znovu nezapálí, jsou duté, porézní oxidové slupky obsahující uvnitř kapičky nespáleného hliníku.

Závislost doby hoření částic na jejich počátečním průměru vyjadřují následující empirické vzorce:

Spalování slitin hliníku a hořčíku ve směsích kyslíku s argonem, ve vodní páře a v oxidu uhličitém.

Charakter hoření částic slitin hliníku a hořčíku ve směsích kyslík-argon je stejný jako na vzduchu. S poklesem obsahu kyslíku se velikost zóny žhavení při vyhoření hořčíku znatelně zmenšuje. Závislost doby hoření částic slitiny 50 % Al + 50 % Mg na velikosti částic a obsahu kyslíku ve směsi v objemových procentech vyjadřuje vzorec

Spalování slitin ve vodní páře je výrazně odlišné (obr. 2.8). Oxidový film vytvořený během první fáze je zničen vodíkem a částice získá vzhled korálu. Hliník zbývající v korálu se vznítí pouze 1-10 ms po skončení prvního stupně. Taková přerušovanost procesu je typická pro slitiny libovolného složení.

Rýže. 2.8. Spalování částic slitiny hliníku a hořčíku (50:50) sférické(A) a špatně(b) tvoří se ve vodní páře za normálního atmosférického tlaku:

1 – počáteční částice; 2 – částice před zapálením; 3 – vyhoření hořčíku; 4 – vypálení hliníku; 5 – korál vzniklý po částici

Když slitiny hliníku a hořčíku hoří v oxidu uhličitém, vyhoří z částice pouze hořčík, načež se proces spalování zastaví.

Spalování slitin hliníku a hořčíku ve vysokoteplotním plameni

Pro studium procesu spalování kovových částic při vysokých teplotách byla pod částicí nasazenou na špičce jehly spálena lisovaná tableta směsí chloristanu amonného a hexaminu s vypočtenými teplotami spalování 2500, 2700 a 3100 K.

Spalování částic slitin hliníku a hořčíku za těchto podmínek nastává zpravidla s výbuchem. Přítomnost exploze je typická pro částice všech složení. V důsledku výbuchu vzniká výrazná luminiscenční zóna, která je známkou převahy spalování v plynné fázi. Fotografie hořící částice na začátku spalování (obr. 2.9, A) ukazují, že heterogenní reakce probíhají po celém povrchu oxidové slupky. Vlivem tepla heterogenních reakcí dochází k rychlému odpařování kovu (obr. 2.9, Obr. b), což podporuje prasknutí obalu oxidu a rozstřikování neodpařené kapky (obr. 2.9, PROTI).

Rýže. 2.9. Spalování 95% částic slitiny Al s 5% Mg v oxidačním plameni (teplota 2700 K):

A– počáteční fáze spalování; b– stacionární spalování; PROTI- rozdělení

Podle B. G. Lrabeye, S. E. Salibekova a Yu.V. Leninského je drcení částic slitin hliníku a hořčíku způsobeno velmi velkým rozdílem teplot varu hořčíku a hliníku, v důsledku čehož dochází k varu hořčíku, když částice je ve vysokoteplotní zóně je výbušný a vede k rozdrcení zbývajícího hliníku. K explozivnímu hoření stačí již teplota 2500 K, což je zcela přirozené, neboť tato teplota přesahuje bod varu obou složek.

• Arabey B. G., Salibekov S. E., Levinsky Yu. V. Některé charakteristiky vznícení a spalování kovového prachu // Prášková metalurgie. 1964. č. 3. S. 109-118.

Abychom formulovali zákony probíhajících procesů, můžeme se omezit na zvážení kationtů a vyloučit anionty, protože samy se na reakci neúčastní. (Rychlost depozice je však ovlivněna typem aniontů.) Pokud pro jednoduchost předpokládáme, že jak uvolněné, tak rozpuštěné kovy jsou dvojmocné, pak můžeme napsat:

Me 1 + Me 2 2+ => Me 1 2+ + Me 2

Navíc pro první experiment Me 1 = Fe, Me 2 = Cu. Proces tedy spočívá ve výměně nábojů (elektronů) mezi atomy a ionty obou kovů. Pokud samostatně uvažujeme (jako mezireakce) rozpouštění železa nebo srážení mědi, dostaneme:

Fe => Fe 2+ + 2е -
Сu 2+ + 2е - => Сu

Nyní zvažte případ, kdy je kov ponořen do vody nebo do solného roztoku, s jehož kationtem není možná výměna kvůli jeho poloze v řadě napětí. Navzdory tomu má kov tendenci přecházet do roztoku ve formě iontu. V tomto případě atom kovu odevzdá dva elektrony (pokud je kov dvojmocný), povrch kovu ponořený do roztoku se vůči roztoku negativně nabije a na rozhraní se vytvoří dvojitá elektrická vrstva. Tento potenciálový rozdíl zabraňuje dalšímu rozpouštění kovu, takže proces se brzy zastaví. Pokud jsou dva různé kovy ponořeny do roztoku, oba se nabijí, ale ten méně aktivní bude poněkud slabší, protože jeho atomy jsou méně náchylné ke ztrátě elektronů. Spojme oba kovy vodičem. Díky rozdílu potenciálů bude proud elektronů proudit z aktivnějšího kovu k méně aktivnímu, který tvoří kladný pól prvku. Dochází k procesu, při kterém aktivnější kov přechází do roztoku a kationty z roztoku se uvolňují na ušlechtilejším kovu.

Podstata galvanického článku

Pojďme si nyní na několika experimentech ilustrovat výše uvedenou poněkud abstraktní úvahu (která navíc představuje hrubé zjednodušení).

Nejprve naplňte 250ml kádinku do středu 10% roztokem kyseliny sírové a ponořte do ní nepříliš malé kousky zinku a mědi. K oběma elektrodám připájeme nebo přinýtujeme měděný drát, jehož konce by se neměly dotýkat roztoku.

Dokud nebudou konce drátu vzájemně spojeny, budeme pozorovat rozpouštění zinku, které je doprovázeno uvolňováním vodíku. Zinek, jak vyplývá z napěťové řady, je aktivnější než vodík, takže kov může vytěsnit vodík z iontového stavu. Na obou kovech se vytvoří elektrická dvojitá vrstva. Rozdíl potenciálů mezi elektrodami lze nejsnáze zjistit pomocí voltmetru. Ihned po připojení zařízení k obvodu bude šipka indikovat přibližně 1 V, ale pak napětí rychle klesne. Pokud k prvku připojíte malou žárovku, která odebírá 1 V, rozsvítí se - nejprve dost silně a pak záře zeslábne.

Na základě polarity svorek zařízení můžeme usoudit, že měděná elektroda je kladný pól. To lze prokázat bez zařízení zvážením elektrochemie procesu. Do malé kádinky nebo zkumavky si připravíme nasycený roztok kuchyňské soli, přidáme asi 0,5 ml lihového roztoku indikátoru fenolftalein a do roztoku ponoříme obě elektrody uzavřené drátem. V blízkosti záporného pólu bude pozorováno slabé načervenalé zbarvení, které je způsobeno tvorbou hydroxidu sodného na katodě.

V jiných experimentech lze do článku umístit různé páry kovů a určit výsledné napětí. Například hořčík a stříbro poskytnou obzvláště velký potenciálový rozdíl kvůli značné vzdálenosti mezi nimi a řadou napětí, zatímco zinek a železo naopak velmi malý, méně než desetinu voltu. Použitím hliníku nám kvůli pasivaci nepřijde prakticky žádný proud.

Všechny tyto prvky, nebo, jak říkají elektrochemici, obvody, mají tu nevýhodu, že při měření proudu na nich velmi rychle klesá napětí. Proto elektrochemici metodou vždy měří skutečnou hodnotu napětí v beznapěťovém stavu kompenzace napětí, tedy porovnání s napětím jiného zdroje proudu.

Podívejme se na procesy v měděno-zinkovém prvku trochu podrobněji. Na katodě přechází zinek do roztoku podle následující rovnice:

Zn => Zn 2+ + 2e -

Na měděné anodě jsou vypouštěny vodíkové ionty kyseliny sírové. Připojují elektrony procházející drátem ze zinkové katody a v důsledku toho se tvoří vodíkové bubliny:

2Н + + 2е - => Н 2

Po krátké době bude měď pokryta tenkou vrstvou bublinek vodíku. V tomto případě se měděná elektroda změní na vodíkovou a potenciálový rozdíl se sníží. Tento proces se nazývá polarizace elektroda. Polarizaci měděné elektrody lze eliminovat přidáním malého množství roztoku dichromanu draselného do článku po poklesu napětí. Poté se napětí opět zvýší, protože dichroman draselný oxiduje vodík na vodu. Dichroman draselný působí v tomto případě jako depolarizátor

V praxi se používají galvanické obvody, jejichž elektrody nejsou polarizované, nebo obvody, jejichž polarizaci lze eliminovat přidáním depolarizátorů.

Jako příklad nepolarizovatelného prvku uvažujme prvek Daniel, který byl v minulosti často používán jako proudový zdroj. Toto je také měděno-zinkový prvek, ale oba kovy jsou ponořeny do různých roztoků. Zinková elektroda je umístěna v porézní hliněné cele naplněné zředěnou (asi 20%) kyselinou sírovou. Hliněná cela je suspendována ve velké sklenici obsahující koncentrovaný roztok síranu měďnatého a na dně je vrstva krystalů síranu měďnatého. Druhá elektroda v této nádobě je válec vyrobený z měděného plechu.

Tento prvek může být vyroben ze skleněné nádoby, komerčně dostupné hliněné cely (v extrémních případech používáme květináč uzavírající otvor ve dně) a dvou elektrod vhodné velikosti.

Během provozu článku se zinek rozpouští za vzniku síranu zinečnatého a na měděné elektrodě se uvolňuje kovová měď. Ale zároveň měděná elektroda není polarizovaná a prvek produkuje napětí asi 1 V. Ve skutečnosti je teoreticky napětí na svorkách 1,10 V, ale při odběru proudu naměříme o něco nižší hodnotu kvůli el. odpor buňky.

Pokud z prvku neodebereme proud, musíme z roztoku kyseliny sírové odstranit zinkovou elektrodu, protože jinak dojde k jejímu rozpuštění za vzniku vodíku.

Schéma jednoduchého článku, který nevyžaduje porézní přepážku, je znázorněno na obrázku. Zinková elektroda je umístěna v horní části skleněné nádoby a měděná elektroda je umístěna v blízkosti dna. Celá buňka je naplněna nasyceným roztokem kuchyňské soli. Umístěte hrst krystalů síranu měďnatého na dno nádoby. Výsledný koncentrovaný roztok síranu měďnatého se velmi pomalu mísí s roztokem stolní soli. Proto se při provozu článku bude na měděné elektrodě uvolňovat měď a v horní části článku se zinek rozpustí ve formě síranu nebo chloridu.

V dnešní době se používají téměř výhradně pro baterie. suché prvky, které jsou pohodlnější k použití. Jejich předkem je element Leclanche. Elektrody jsou zinkový válec a uhlíková tyč. Elektrolyt je pasta, která se skládá hlavně z chloridu amonného. Zinek se v pastě rozpouští a na uhlí se uvolňuje vodík. Aby se zabránilo polarizaci, uhlíková tyč se ponoří do plátěného sáčku obsahujícího směs uhelného prášku a pyrolusitu. Uhlíkový prášek zvětšuje povrch elektrody a pyrolusit působí jako depolarizátor a pomalu oxiduje vodík. Je pravda, že depolarizační schopnost pyrolusitu je slabší než u dříve zmíněného dvojchromanu draselného. Proto, když je proud přijímán v suchých prvcích, napětí rychle klesá, "unavují" kvůli polarizaci. Teprve po nějaké době dochází k oxidaci vodíku pyrolusitem. Prvky tedy „odpočívají“, pokud po určitou dobu neprochází žádný proud. Zkontrolujme to na baterii baterky, ke které připojíme žárovku. Voltmetr připojíme paralelně k lampě, tedy přímo ke svorkám. Zpočátku bude napětí asi 4,5 V. (Nejčastěji mají takové baterie tři články zapojené do série, každý s teoretickým napětím 1,48 V.) Po nějaké době napětí klesne a svit žárovky oslabit. Na základě údajů z voltmetru můžeme posoudit, jak dlouho potřebuje baterie odpočívat.

Zvláštní místo zaujímají regenerační prvky známé jako baterie. Procházejí vratnými reakcemi a lze je po vybití článku dobíjet připojením k externímu stejnosměrnému zdroji.

V současnosti jsou nejrozšířenější olověné baterie; Elektrolytem v nich je zředěná kyselina sírová, do které jsou ponořeny dvě olověné destičky. Kladná elektroda je potažena peroxidem olova PbO 2 (moderní název je oxid olovnatý), záporná elektroda je kovové olovo. Napětí na svorkách je přibližně 2,1 V. Při vybíjení se na obou deskách tvoří síran olovnatý, který se při nabíjení opět mění na kovové olovo a peroxid olova.