Voltaiese Sel Basiese Konstruksie en Werkings van 'n Voltaiese Sel

'n Eenvoudige voltaiese sel word gemaak deur een sinkplaat en een koperplaat in 'n water-verdunde suurwateroplossing te dompel. Soos in die figuur getoon, as die koperplaat en sinkplaat buite met 'n elektriese belasting verbind word, begin 'n elektriese stroom van die koperplaat na die sinkplaat deur die belasting vloei. Dit beteken dat daar 'n elektriese potensiaalverskil tussen die koperplaat en die sinkplaat ontstaan het. Aangesien die stroom van die koper na die sink vloei, is dit duidelik dat die koperplaat positief gelaaft word en die sinkplaat negatief gelaaft word.

Werkingsprinsipe van 'n Voltaiese Sel

Die werkingsprinsipe van 'n voltaiese sel berus op die beginsel dat, wanneer twee ongelyke metaale in 'n elektrolietoplossing gedompel word, die meer reaktiewe metaal 'n neiging het om in die elektroliet as positiewe metaalionne te ontbind, terwyl elektrone agtergelaat word op die metaalplaat. Hierdie verskynsel maak die meer reaktiewe metaalplaat negatief gelaaft.

Die minder reaktiewe metaal sal positiewe ionne in die elektroliet aanlok, en hierdie positiewe ionne word dan op die plaat afgesit, wat die plaat positief gelaaft maak. In hierdie geval van 'n eenvoudige voltaiese sel, kom die sink in die suurwateroplossing as 'n positiewe ion uit en reageer dan met die negatiewe SO4 − − ion van die oplossing en vorm sinksuur (ZnSO4). Omdat koper 'n minder reaktiewe metaal is, het die positiewe waterstofionne in die suurwateroplossing 'n neiging om op die koperplaat afgesit te word. Hoe meer sinkionne in die oplossing uitkom, hoe meer elektrone bly agter op die sinkplaat. Hierdie elektrone vloei dan deur die buiteleier wat tussen die sink- en koperplaat verbind is.

Wanneer hulle by die koperplaat aankom, kombineren hierdie elektrone dan met die waterstofatome wat op die plaat afgesit is en vorm neutrale waterstofatome. Hierdie atome kombineren dan in pare om molekules van waterstofgas te vorm, en die gas kom laastens langs die koperplaat in die vorm van waterstofbelletjies na bo. Die chemiese aksie wat binne die voltaiese sel plaasvind, is as volg,

Dit stop egter wanneer die kontakpotensiaal tussen Zn en verdunte suurwater die waarde van 0,62 Volt bereik. Tydens die bedryf van 'n voltaiese sel, is die sinkplaat teen 'n lager potensiaal ten opsigte van die oplossingfilm naas dit soos in die onderstaande figuur getoon word.

Soortgelyk, wanneer die koperplaat in kontak is met die elektroliet, het die positiewe waterstofionne in die oplossing 'n neiging om daarop afgesit te word totdat sy potensiaal naby 0,46 V bo die oplossing styg. Dus, is die elektriese potensiaalverskil wat in 'n voltaiese sel ontstaan, 0,62 − (− 0,46) = 1,08 Volt.

In 'n eenvoudige voltaiese sel is daar hoofsaaklik twee nadelen, verwys na as polarisering en plaaslike aksie.

Polarisering van 'n Voltaiese Sel

Dit word waargeneem dat in hierdie sel, die stroom geleidelik verminder en na 'n sekere tyd van operasie, kan die stroom heeltemal ophou. Hierdie verminder in stroom is as gevolg van die afsetting van waterstof op die koperplaat. Alhoewel die waterstof uit die sel in die vorm van belletjies kom, is daar steeds 'n dun laag waterstof wat op die plaatoppervlak gevorm word. Hierdie laag werk as 'n elektriese isolator, wat die interne weerstand van die sel verhoog. As gevolg hiervan kan verdere waterstofionne nie elektrone van die koperplaat kry en in ionvorm afgesit word nie. Hierdie laag van positiewe waterstofionne op die koperplaat oefen 'n afstootende krag uit op ander waterstofionne wat die koperplaat benader. Dus word die stroom verminder. Hierdie verskynsel staan bekend as polarisering.

Plaaslike Aksie van 'n Voltaiese Sel

Dit word gevind dat selfs wanneer die voltaiese sel geen stroom lewer nie, sink voortdurend in die elektroliet ontbind. Dit is as gevolg van die feit dat spore van vervuiling soos ys en lood in handelsink klein plaaslike selle vorm wat deur die hoofliggaam van sink kortgesluit word. Die aksie van hierdie parasitaire selle kan nie beheer word nie, sodat daar 'n sekere verbruik van sink is. Hierdie verskynsel staan bekend as plaaslike aksie.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels wat deelwaardig is om gedeel te word, indien daar inbreuk is verbind ons vir skrap.