ভোল্টাইক সেলের মূল নির্মাণ এবং কাজ

একটি সাধারণ ভোল্টেইক সেল তৈরি করা হয় একটি জিংক প্লেট এবং একটি তাম্র প্লেটকে পানি দ্বারা বিলীন করা সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণে ডুবিয়ে রাখার মাধ্যমে। চিত্রে দেখানো হয়েছে, যদি তাম্র প্লেট এবং জিংক প্লেটকে বহিরাগত একটি বৈদ্যুতিক লোড দিয়ে সংযুক্ত করা হয়, তাহলে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ লোড দিয়ে তাম্র থেকে জিংক প্লেটে প্রবাহিত হয়। এটি মানে তাম্র প্লেট এবং জিংক প্লেটের মধ্যে কিছু বৈদ্যুতিক প্রশস্তি পার্থক্য তৈরি হচ্ছে। যখন প্রবাহ তাম্র থেকে জিংকে প্রবাহিত হয়, তখন স্পষ্টতই তাম্র প্লেট ধনাত্মকভাবে আধান হয় এবং জিংক প্লেট ঋণাত্মকভাবে আধান হয়।

ভোল্টেইক সেলের কাজ

ভোল্টেইক সেলের কাজের নীতি নির্ভর করে এই উপাদানের উপর যে, যখন দুইটি বিভিন্ন ধাতু একটি বিদ্যুৎ দ্রবণে ডুবিয়ে রাখা হয়, তখন অধিক প্রতিক্রিয়াশীল ধাতু দ্রবণে ধনাত্মক ধাতু আয়ন হিসেবে দ্রবীভূত হবে, এবং ধাতু প্লেটে ইলেকট্রন পিছনে রাখবে। এই ঘটনার ফলে অধিক প্রতিক্রিয়াশীল ধাতু প্লেট ঋণাত্মকভাবে আধান হয়।

অপ্রতিক্রিয়াশীল ধাতু দ্রবণে উপস্থিত ধনাত্মক আয়নগুলি আকর্ষণ করবে, এবং এই ধনাত্মক আয়নগুলি প্লেটে জমা হয়ে প্লেটটিকে ধনাত্মকভাবে আধান করবে। এই সাধারণ ভোল্টেইক সেলের ক্ষেত্রে, জিংক সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণে ধনাত্মক আয়ন হিসেবে বেরিয়ে আসে এবং দ্রবণের ঋণাত্মক SO4 − − আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে জিংক সালফেট (ZnSO4) তৈরি করে। যেহেতু তাম্র অপ্রতিক্রিয়াশীল ধাতু, তাই সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণের ধনাত্মক হাইড্রোজেন আয়নগুলি তাম্র প্লেটে জমা হওয়ার প্রবণতা থাকে। দ্রবণে আরও জিংক আয়ন বেরিয়ে আসলে জিংক প্লেটে আরও ইলেকট্রন থাকে। এই ইলেকট্রনগুলি পরে জিংক এবং তাম্র প্লেটের মধ্যে বহিরাগত পরিবাহীর মাধ্যমে প্রবাহিত হয়।

তাম্র প্লেটে পৌঁছালে, এই ইলেকট্রনগুলি প্লেটে জমা হওয়া হাইড্রোজেন পরমাণুগুলির সাথে সংযুক্ত হয় এবং নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন পরমাণু তৈরি করে। এই পরমাণুগুলি জোড়া হয়ে হাইড্রোজেন গ্যাসের অণু তৈরি করে, এবং গ্যাস শেষ পর্যন্ত তাম্র প্লেটের সাথে হাইড্রোজেন বুদবুদের আকারে উঠে আসে। ভোল্টেইক সেলের মধ্যে ঘটা রাসায়নিক ক্রিয়া হলো,

তবে, এই ক্রিয়া থামে যখন Zn এবং বিলীন সালফিউরিক অ্যাসিডের মধ্যে যোগাযোগ প্রশস্তি 0.62 ভোল্ট পর্যন্ত পৌঁছায়। ভোল্টেইক সেলের পরিচালনার সময়, জিংক প্লেট তার পাশের দ্রবণ ফিল্মের সাপেক্ষে নিম্ন প্রশস্তিতে থাকে, যা নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে।

অনুরূপভাবে, যখন তাম্র প্লেট দ্রবণের সাথে সংযুক্ত হয়, তখন দ্রবণের ধনাত্মক হাইড্রোজেন আয়নগুলি তাম্র প্লেটে জমা হওয়ার প্রবণতা থাকে যতক্ষণ না তার প্রশস্তি দ্রবণের চেয়ে প্রায় 0.46 V বেশি হয়। তাই, ভোল্টেইক সেলে তৈরি হওয়া বৈদ্যুতিক প্রশস্তি পার্থক্য 0.62 − (− 0.46) = 1.08 ভোল্ট।

একটি সাধারণ ভোল্টেইক সেলে মূলত দুইটি দুর্বলতা রয়েছে, যা হলো পোলারাইজেশন এবং স্থানীয় ক্রিয়া।

ভোল্টেইক সেলের পোলারাইজেশন

এই সেলে দেখা যায় যে, প্রবাহ ধীরে ধীরে কমে যায় এবং কিছু সময় পরে প্রবাহ সম্পূর্ণভাবে বন্ধ হয়ে যায়। এই প্রবাহের হ্রাস তাম্র প্লেটে হাইড্রোজেনের জমার কারণে হয়। যদিও হাইড্রোজেন সেল থেকে বুদবুদের আকারে বেরিয়ে আসে, তবুও প্লেটের পৃষ্ঠে হাইড্রোজেনের একটি পাতলা স্তর তৈরি হয়। এই স্তর বৈদ্যুতিক অন্তর্বর্তী হিসেবে কাজ করে, যার ফলে সেলের অন্তর্নিহিত প্রতিরোধ বৃদ্ধি পায়। এই অন্তর্বর্তী স্তরের কারণে, হাইড্রোজেন আয়নগুলি তাম্র প্লেট থেকে ইলেকট্রন পায় না এবং আয়ন আকারে জমা হয়। তাম্র প্লেটে ধনাত্মক হাইড্রোজেন আয়নের এই স্তর অন্য হাইড্রোজেন আয়নগুলিকে তাম্র প্লেটের দিকে আকর্ষণ করার জন্য প্রতিক্রিয়া দেখায়। তাই প্রবাহ কমে যায়। এই ঘটনাকে পোলারাইজেশন বলা হয়।

ভোল্টেইক সেলের স্থানীয় ক্রিয়া

দেখা যায় যে, যখন ভোল্টেইক সেল ভোল্টেইক সেল কোন প্রবাহ প্রদান করছে না, তখনও জিংক ধীরে ধীরে দ্রবণে দ্রবীভূত হয়। এটি কারণ বাণিজ্যিক জিংকে লোহা এবং লেড সহ কিছু অশুদ্ধি থাকে যা ছোট ছোট স্থানীয় সেল তৈরি করে, যা মূল জিংক দ্বারা সংযুক্ত হয়। এই পরজীবী সেলগুলির ক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা যায় না, তাই জিংকের কিছু ব্যয় হয়। এই ঘটনাকে স্থানীয় ক্রিয়া বলা হয়।

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.