Pangunahing Konstruksyon at Paggana ng Selang Voltaic

Isang simpleng voltaic cell ang ginagawa sa pamamagitan ng paglalambot ng isang plaka ng zink at isang plaka ng tanso sa loob ng solusyon ng dilaw na asido sulfuriko. T tulad ng ipinapakita sa larawan, kung ang plaka ng tanso at plaka ng zink ay nakakonekta nang panlabas sa isang load ng elektrisidad, ang kuryente ay magsisimulang tumakbo mula sa plaka ng tanso patungong plaka ng zink sa pamamagitan ng load. Ito ang nangangahulugan na mayroong ilang potensyal na pinag-iba-iba ng elektrisidad na nabuo sa pagitan ng plaka ng tanso at plaka ng zink. Dahil ang kuryente ay tumatakbong mula sa tanso patungong zink, malinaw na ang plaka ng tanso ay naging positibong na-charge at ang plaka ng zink ay naging negatibong na-charge.

Pagpapatakbo ng Voltaic Cell

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng voltaic cell ay nagpapabatid na kapag dalawang iba't ibang uri ng metal ay inilalambot sa loob ng solusyon ng electrolyte, ang mas reaktibong metal ay may tendensiya na magdissolve sa electrolyte bilang positibong ions ng metal, iiwanan ang mga electron sa plaka ng metal. Ang fenomeno na ito ay gumagawa ng mas reaktibong plaka ng metal na negatibong na-charge.

Ang mas hindi reaktibong metal ay mag-aakit ng positibong ions na naroroon sa electrolyte, at kaya ang mga positibong ions na ito ay matutulad sa plaka at gawin ang plaka na positibong na-charge. Sa kasong ito ng simpleng voltaic cell, ang zink ay lumalabas sa solusyon ng asido sulfuriko bilang positibong ion at pagkatapos ay sumasalubong sa negatibong SO4 − − ion ng solusyon at bumubuo ng zinc sulfate (ZnSO4). Dahil ang tanso ay mas hindi reaktibong metal, ang positibong hydrogen ions ng solusyon ng asido sulfuriko ay may tendensiya na magkaroon ng deposito sa plaka ng tanso. Mas maraming zink ions na lumalabas sa solusyon, mas maraming electrons ang iiwan sa plaka ng zink. Ang mga electrons na ito ay pagkatapos ay dadaan sa panlabas na conductor na konektado sa pagitan ng plaka ng zink at tanso.

Kapag nasa plaka ng tanso, ang mga electrons na ito ay pagkatapos ay magkakombina sa mga hydrogen atoms na naka-deposito sa plaka at bumubuo ng neutral na hydrogen atoms. Ang mga atoms na ito ay pagkatapos ay magkakombina sa pares upang bumuo ng mga molekula ng hydrogen gas at ang gas na ito ay huling tumataas sa paligid ng plaka ng tanso sa anyo ng hydrogen bubbles. Ang kimikal na aksyon na nangyayari sa loob ng voltaic cell ay sumusunod,

Gayunpaman, ang aksyon na ito ay humihinto kapag ang kontak na potensyal sa pagitan ng Zn at dilaw na asido sulfuriko ay umabot sa halaga ng 0.62 Volt. Sa panahon ng operasyon ng voltaic cell, ang plaka ng zink ay nasa mas mababang potensyal sa pag-respeto sa solusyon ng film na nasa tabi nito tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Tulad din, kapag ang plaka ng Cu ay inilapat sa pakikipag-ugnayan sa electrolyte, ang positibong hydrogen ions sa solusyon ay may tendensiya na magkaroon ng deposito sa ito hanggang sa ang potensyal nito ay tumaas halos sa 0.46 V sa itaas ng solusyon. Kaya, ang potensyal na pinag-iba-iba ng elektrisidad na nabuo sa voltaic cell ay 0.62 − (− 0.46) = 1.08 Volts.

Sa isang simpleng voltaic cell mayroong pangunahing dalawang kamalian, tinatawag na polarization at lokal na aksyon.

Polarization ng Voltaic Cell

Nararanasan na sa selang ito, ang kuryente ay unti-unting bumababa at pagkatapos ng tiyak na oras ng operasyon, ang kuryente ay maaaring huminto buo. Ang pagbaba ng kuryente ay dahil sa deposito ng hydrogen sa plaka ng tanso. Bagama't ang hydrogen ay lumalabas mula sa selang ito sa anyo ng bubbles, mayroon pa rin isang pagbuo ng maliit na layer ng hydrogen sa ibabaw ng plaka. Ang layer na ito ay gumagana bilang isang insulasyon na elektrikal, kaya ang internal resistance ng sela ay tumataas. Dahil sa layer na ito, ang iba pang hydrogen ions ay hindi na makakakuha ng electrons mula sa plaka ng tanso at magkakaroon ng deposito sa anyo ng ion. Ang layer ng positibong hydrogen ions sa plaka ng tanso ay nagpapakita ng repulsibong puwersa sa iba pang hydrogen ions na lumalapit sa plaka ng tanso. Kaya ang kuryente ay bumababa. Ang fenomeno na ito ay kilala bilang polarization.

Lokal na Aksyon ng Voltaic Cell

Natuklasan na kahit na ang voltaic cell ay hindi nagbibigay ng anumang kuryente, ang zink ay patuloy na nagkakaroon ng disolusyon sa electrolyte. Ito ay dahil sa katotohanan na ang ilang traces ng impurities tulad ng iron at lead sa komersyal na zink ay bumubuo ng maliit na lokal na cells na short-circuited ng main body ng zink. Ang aksyon ng mga parasitic cells na ito ay hindi macontrol, kaya mayroong ilang wastage ng zink. Ang fenomeno na ito ay kilala bilang lokal na aksyon.

Pahayag: Respetuhin ang original, mahalagang artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may paglabag sa karapatang-ari pakisalamuhan upang tanggalin.