Anterior am discutat despre celula electrochimică, care este un dispozitiv folosit pentru a converti energia chimică produsă într-o reacție redox în energie electrică. Aceste celule sunt de două tipuri, și anume celule voltaice și celule de electroliză.
Celulele voltaice sunt celule electrochimice care pot genera energie electrică în mod spontan din reacțiile chimice care apar în soluție. În timp ce celulele de electroliză sunt celule care suferă o reacție chimică atunci când un curent electric este circulat către celulă.
În această discuție, vom cunoaște în continuare celulele voltaice, cunoscute și sub numele de celule galvanice. Cum se face?
Da, celulele Galvani în sine au fost practic descoperite de un om de știință din Italia, Luigi Galvani. A început când fizicianul și medicul care locuiește în orașul Bologna operau pe un picior de broască. A văzut că bisturiul său metalic era de un fel diferit când a fost ținut de nervul piciorului unei broaște moarte, tresărit și mișcat. Galvani a susținut mai târziu că acest efect este legat de proprietățile neuroprotectoare. Această opinie a lui Galvani a fost declarată ulterior greșită de Alessandro Volta.
Volta a continuat munca lui Luigi Galvani și a demonstrat că teoria colegului său cu privire la efectul șoc al picioarelor broaștei era greșită. De fapt, acest efect apare din 2 metale diferite din bisturiul lui Galvani. Pe baza acestei opinii, Volta a reușit să creeze „Bateria Volta” (Voltac Pile). Pentru serviciile sale, unitatea diferenței de potențial electric se numește volt.
Celula voltaică este formată din mai multe părți, și anume voltmetrul, puntea de sare, anodul și catodul.
Voltmetru este o componentă a cărei funcție este de a determina magnitudinea potențială a celulei. Voltmetrul este dispus în paralel cu poziția componentelor măsurate în circuit. Acest instrument constă din trei plăci de cupru atașate la o bakelită aranjată într-un tub de sticlă sau plastic.
(Citiți și: Caracteristici importante ale celulelor electrochimice și seria lor)
Podul de sare este un tub în formă de U care conține o soluție concentrată de electroliți inertiți, cum ar fi clorură de potasiu, nitrat de potasiu și altele în agar sau gelatină. Puntea de sare completează circuitul electric permițând mișcarea ionilor de la o soluție la alta fără a amesteca cele două soluții. Puntea de sare ajută, de asemenea, la menținerea neutralității electrice a soluției în cele două celule și jumătate.
Anod negativ sau electrod este locul în care apare reacția de oxidare. În figură, care acționează ca un anod este electrodul Zn / zinc (electrod de zinc).
Catod sau electrod pozitiv este locul în care apare reacția de reducere. În imagine, electrodul de cupru acționează ca catod.
Proces în celulele Volta
La anod, metalul Zn eliberează electroni și se dizolvă Zn2 +.
- Zn (s) → Zn2 + (aq) + 2e–
La catod, ionii Cu2 + captează electroni și precipită în metal Cu.
- Cu2 + (aq) + 2e– → Cu (s)
Acest lucru poate fi văzut din reducerea masei metalice a Zn după corecție, în timp ce masa metalului Cu crește. Reacția totală care apare în celulele voltaice este:
- Zn (s) + Cu2 + (aq) → Zn2 + (aq) + Cu (s)
