Zuvor haben wir die elektrochemische Zelle diskutiert, mit der die bei einer Redoxreaktion erzeugte chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Es gibt zwei Arten von Zellen, nämlich Voltaikzellen und Elektrolysezellen.
Voltaische Zellen sind elektrochemische Zellen, die aus chemischen Reaktionen, die in Lösung auftreten, spontan elektrische Energie erzeugen können. Während Elektrolysezellen Zellen sind, die eine chemische Reaktion eingehen, wenn ein elektrischer Strom zur Zelle fließt.
In dieser Diskussion werden wir uns weiter mit Voltaikzellen, auch als galvanische Zellen bekannt, vertraut machen. Woher?
Ja, Galvani-Zellen selbst wurden im Grunde genommen von einem italienischen Wissenschaftler, Luigi Galvani, entdeckt. Es begann, als der in der Stadt Bologna lebende Physiker und Arzt an einem Froschschenkel operierte. Er sah, dass sein Metallskalpell von einer anderen Art war, als er an den Nerven eines toten Froschbeins gehalten, erschrocken und bewegt wurde. Galvani argumentierte später, dass dieser Effekt mit neuroprotektiven Eigenschaften zusammenhängt. Diese Meinung von Galvani wurde später von Alessandro Volta für falsch erklärt.
Volta setzte Luigi Galvanis Arbeit fort und bewies, dass die Theorie seines Kollegen über die Schockwirkung von Krötenbeinen falsch war. Tatsächlich ergibt sich dieser Effekt aus 2 verschiedenen Metallen aus Galvanis Skalpell. Aufgrund dieser Meinung gelang es Volta, die "Volta-Batterie" (Voltac Pile) zu entwickeln. Für seine Dienste wird die Einheit der elektrischen Potentialdifferenz als Volt bezeichnet.
Die Voltaikzelle besteht aus mehreren Teilen, nämlich dem Voltmeter, der Salzbrücke, der Anode und der Kathode.
Voltmeter ist eine Komponente, deren Funktion darin besteht, die potentielle Größe der Zelle zu bestimmen. Das Voltmeter ist parallel zum Ort der zu messenden Komponenten im Stromkreis angeordnet. Dieses Werkzeug besteht aus drei Kupferplatten, die an einem Bakelit befestigt sind, der in einem Glas- oder Kunststoffrohr angeordnet ist.
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Salzbrücke ist ein U-förmiges Rohr, das eine konzentrierte Lösung von inerten Elektrolyten wie Kaliumchlorid, Kaliumnitrat und anderen in Agar oder Gelatine enthält. Die Salzbrücke vervollständigt den Stromkreis, indem sie die Bewegung von Ionen von einer Lösung zur anderen ermöglicht, ohne die beiden Lösungen zu mischen. Die Salzbrücke hilft auch bei der Aufrechterhaltung der elektrischen Neutralität der Lösung in den zweieinhalb Zellen.
Negative Anode oder Elektrode Hier findet die Oxidationsreaktion statt. In der Figur, die als Anode wirkt, ist die Zn / Zink-Elektrode (Zink-Elektrode).
Positive Kathode oder Elektrode Hier findet die Reduktionsreaktion statt. Im Bild fungiert die Kupferelektrode als Kathode.
Prozess in Volta-Zellen
An der Anode setzt das Metall Zn Elektronen frei und löst sich zu Zn2 + auf.
- Zn (s) → Zn2 + (aq) + 2e–
An der Kathode fangen Cu2 + -Ionen Elektronen ein und fallen in Cu-Metall aus.
- Cu2 + (aq) + 2e– → Cu (s)
Dies ist aus der Verringerung der Metallmasse von Zn nach der Korrektur ersichtlich, während die Masse des Cu-Metalls zunimmt. Die Gesamtreaktion, die in Voltaikzellen auftritt, ist:
- Zn (s) + Cu2 + (aq) → Zn2 + (aq) + Cu (s)
