Voltaia Ĉelo Bazkonstruo kaj Funkciado de Voltaia Ĉelo
Simpla voltaika celo estas farita per imerĝado de unu cink-planko kaj unu kupro-planko en sulfura acido solvo diluita per akvo. Kiel montras la figuro, se la kupro-planko kaj la cink-planko estas ekstere konektitaj kun elektra ŝargo, komencas fluo de elektra fluo de la kupro-planko al la cink-planko tra la ŝargo. Tio signifas, ke ekzistas iu elektra potenciala diferenco inter la kupro-planko kaj la cink-planko. Kiel la fluo flugas de kupro al cink, estas evidente, ke la kupro-planko iĝas pozitive ŝarĝita kaj la cink-planko negativan ŝarĝitan.
Funkciado de Voltaika Celo
La funkciado principo de voltaika celo dependas de la principo, ke ĉiam kiam du malsamaj metaloj estas imerigitaj en elektrolito solvo, la pli reaga metalo havos tendencon disolviĝi en la elektrolito kiel pozitivaj metalaj ionoj, lasante elektronon sur la metalplanko. Tiu fenomeno faras la pli reagan metalplankon negativan ŝarĝitan.
La malpli reaga metalo atiros pozitivajn ionojn en la elektrolito, kaj tial tiuj pozitivaj ionoj deponegos sur la planko, farante la plankon pozitive ŝarĝitan. En ĉi tiu okazo de simpla voltaika celo, la cink eliras en la sulfura acido solvo kiel pozitiva iono kaj tiam reagas kun negativa SO4 − − iono de la solvo kaj formas cinksulfaton (ZnSO4). Kiel la kupro estas malpli reaga metalo, la pozitivaj hidrogenionoj de la sulfura acido solvo havas tendencon deponegi sur la kupro-planko. Pli da cinkionoj elirantaj en la solvon signifas pli da elektronoj lasataj sur la cink-planko. Tiuj elektronoj tiam pasas tra la ekstera konduktoro konektita inter la cink- kaj kupro-planko.
Kiam ili atingas la kupro-plankan, tiuj elektronoj tiam kombiniĝas kun la hidrogenatomoj deponegitaj sur la planko kaj formas neŭtralajn hidrogenatomojn. Tiuj atomoj tiam kombiniĝas en paroj por formi molekulojn de hidrogen gaso kaj la gaso fine venas supren laŭ la kupro-planko en formo de hidrogen buboloj. La kemia ago okazanta ene de la voltaika celo estas jena,
Tamen, ĉi tiu ago haltas, kiam la kontaktpotencialo inter Zn kaj diluita sulfura acido atingas la valoron de 0,62 Volt. Dum la operacio de voltaika celo, la zinkplanko estas je pli malalta potencialo kun respekto al la solvaĵfilm adjacenta al ĝi, kiel montrite en la suba figuro.
Simile, kiam la kupro-planko estas metita en kontaktan kun la elektrolito, tiam la pozitivaj hidrogenionoj en la solvo havas tendencon deponegiĝi sur ĝi ĝis sia potencialo altegas proksimume al 0,46 V super tiu solvo. Do, la elektra potenciala diferenco evoluigita en voltaika celo estas 0,62 − (− 0,46) = 1,08 Voltoj.
En simpla voltaika celo estas ĉefe du malhelpoj, referitaj kiel polarigo kaj loka ago.
Polarigo de Voltaika Celo
Estas observite, ke en ĉi tiu celo, la fluo graduale reduktiĝas kaj post certa tempo de ĝia operacio, la fluo povas fini tute. Tiu reduko de fluo estas pro la deponego de hidrogeno sur la kupro-planko. Kvankam la hidrogeno eliras el la celo en formo de buboloj, ankoraŭ estas formiĝo de duna strato de hidrogeno sur la surfaco de la planko. Tiu strato agas kiel elektra izolilo, do pligrandigas la internan resistancon de la celo. Pro ĉi tiu izolila strato, pluaj hidrogenionoj ne povas ricevi elektronon de la kupro-planko kaj deponegi en ionformo. Tiu strato de pozitivaj hidrogenionoj sur la kupro-planko eksertas repulsan forton al aliaj hidrogenionoj, kiuj proksimiĝas al la kupro-planko. Do la fluo reduktiĝas. Tiu fenomeno estas konata kiel polarigo.
Loka Ago de Voltaika Celo
Estas trovite, ke eĉ kiam la voltaika celo ne provizas iun ajn fluon, la cink daŭre disolviĝas en la elektrolito. Tio estas pro la fakto, ke iuj spuroj de impurecoj kiel ferro kaj plumbo en komerca cink formiĝas miniaturaj lokaj celoj, kiuj estas mallongcirkvitaj de la ĉefkorpo de cink. La ago de ĉi tiuj parasitaj celoj ne povas esti regitaj, do estas iu malperdo de cink. Tiu fenomeno estas konata kiel loka ago.
Deklaro: Respektu la originalon, bonaj artikoloj meritas dividadon, se estas pravhava krado bonvolu kontakti por forigi.
