Основна конструкција и функционирање на волтаичка ќелија

Едноставна волтаична ќелија се прави со потапување на една цинкова плоча и една медна плоча во воден раствор на суперфосфорна киселина. Како што е прикажано на слика, ако медната плоча и цинковата плоча се поврзани сполна со електрична оптеретеност, електричен ток почнува да текне од медната плоча до цинковата плоча низ оптеретеноста. Тоа значи дека постои некаква електрична потенцијална разлика развиеја меѓу медната плоча и цинковата плоча. Бидејќи токот текне од месинг до цинк, очигледно е дека медната плоча станува позитивно наелектрисана, а цинковата плоча негативно наелектрисана.

Функционирање на Волтаична Ќелија

Принципот на функционирање на волтаичната ќелија зависи од принципот дека, кога две различни метали се потопени во електролитен раствор, подвижниот метал ќе има тенденција да се раствори во електролит како позитивни метални јони, оставајќи електрони на металната плоча. Овој феномен го прави подвижниот метал негативно наелектрисан.

Малоподвижниот метал ќе привлече позитивните јони присутни во електролитот, и затоа овие позитивни јони се депонираат на плочата, чевидно ја правејќи плочата позитивно наелектрисана. Во овој случај на едноставна волтаична ќелија, цинкот излезува во растворот на суперфосфорна киселина како позитивен јон и потоа реакционира со негативен SO4 − − јон на растворот и формира цинк сулфат (ZnSO4). Бидејќи медта е малоподвижен метал, позитивните водородни јони на растворот на суперфосфорна киселина имаат тенденција да се депонираат на медната плоча. Повеќе цинк јони кои излегуваат во растворот значи дека повеќе број на електрони остануваат на цинковата плоча. Овие електрони потоа минуваат низ сполната проводник поврзан помеѓу цинковата и медната плоча.

Кога стигнуваат до медната плоча, овие електрони потоа се комбинираат со водородните атоми депонирани на плочата и формираат неутрални водородни атоми. Овие атоми потоа се комбинираат во парови за да формираат молекули на водороден гас, и гасот на крај излегува дольу по медната плоча во форма на водородни балончиња. Хемиската акција што се случува внатрешно во волтаичната ќелија е следнова,

Оваа акција спира кога контактниот потенцијал помеѓу Zn и разредената суперфосфорна киселина достигне вредноста од 0.62 Волт. Токму во операцијата на волтаичната ќелија, цинковата плоча е на пониски потенцијал споредно со растворот во околината на неа, како што е прикажано на сликата подолу.

Слично, кога медната плоча е поставена во контакт со електролитот, тогаш позитивните водородни јони во растворот имаат тенденција да се депонираат на неа сѐ додека неговиот потенцијал не се повиши приближно до 0.46 V над растворот. Затоа, електричната потенцијална разлика развиеја во волтаичната ќелија е 0.62 − (− 0.46) = 1.08 Волти.

Во едноставна волтаична ќелија постојат главно две недостатоци, наречени поларизација и локална акција.

Поларизација на Волтаична Ќелија

Забележано е дека во оваа ќелија, токот постепено се намалува и после одреден временски период на работата, токот може да прекине целосно. Овој намалување на токот е поради депонирањето на водород на медната плоча. Иако водородот излегува од ќелијата во форма на балончиња, уште се формира тен слој од водород на површината на плочата. Овој слој делува како електрична изолација, што го зголемува внатрешното отпорство на ќелијата. Збогувајќи на овој изолативен слој, дополнителни водородни јони не може да добијат електрони од медната плоча и да се депонираат во формата на јони. Овој слој од позитивни водородни јони на медната плоча извршува репулзивна сила на другите водородни јони кои се приближуваат до медната плоча. Затоа токот се намалува. Овој феномен е познат како поларизација.

Локална Акција на Волтаична Ќелија

Установено е дека, дури и кога волтаичната ќелија не доставува никаков ток, цинкот продолжува да се растворува во електролитот. Ова е поради тоа што некои траси на замурности како железо и свинцо во комерцијалниот цинк формираат мали локални ќелии кои се краткосветирано со главниот дел на цинкот. Дејствието на овие паразитни ќелии не може да се контролира, така што има некоја загуба на цинк. Овој феномен е познат како локална акција.

Изјава: Почитувајте оригиналот, добри чланици се вредни за споделување, ако постои нарушение на авторските права сé се обратете за брисање.