वोल्टेक सेलको बुनियादी निर्माण र वोल्टेक सेलको कामकाज

साधारण वोल्टिक सेल एक जिंक प्लेट और एक ताम्र प्लेट को जल द्रवीकृत सल्फ्यूरिक अम्ल विलयन में डुबोकर बनाया जाता है। चित्रानुसार, यदि ताम्र प्लेट और जिंक प्लेट को बाह्य रूप से विद्युत भार से जोड़ा जाता है, तो एक विद्युत धारा ताम्र प्लेट से जिंक प्लेट तक भार के माध्यम से प्रवाहित होना शुरू होती है। इसका अर्थ है कि ताम्र प्लेट और जिंक प्लेट के बीच कुछ विद्युत संभावित अंतर विकसित होता है। जैसे-जैसे धारा ताम्र से जिंक तक प्रवाहित होती है, यह स्पष्ट है कि ताम्र प्लेट धनात्मक आवेशित हो जाती है और जिंक प्लेट ऋणात्मक आवेशित हो जाती है।

वोल्टिक सेल का कार्य

वोल्टिक सेल का कार्य सिद्धांत इस नियम पर निर्भर करता है कि, जब दो भिन्न धातुएं एक विद्युत्-रासायनिक विलयन में डुबोई जाती हैं, तो अधिक प्रतिक्रियाशील धातु धनात्मक धातु आयनों के रूप में विलयन में घुलने की प्रवृत्ति रखती है, धातु प्लेट पर इलेक्ट्रॉन छोड़ देती है। यह घटना अधिक प्रतिक्रियाशील धातु प्लेट को ऋणात्मक आवेशित करती है।

कम प्रतिक्रियाशील धातु विलयन में मौजूद धनात्मक आयनों को आकर्षित करती है, और इस प्रकार ये धनात्मक आयन प्लेट पर जमा हो जाते हैं, प्लेट को धनात्मक आवेशित करते हैं। इस साधारण वोल्टिक सेल के मामले में, जिंक सल्फ्यूरिक अम्ल विलयन में धनात्मक आयन के रूप में बाहर निकलता है और फिर विलयन के नकारात्मक SO4 − − आयन के साथ प्रतिक्रिया करता है और जिंक सल्फेट (ZnSO4) बनाता है। ताम्र कम प्रतिक्रियाशील धातु होने के कारण, सल्फ्यूरिक अम्ल विलयन के धनात्मक हाइड्रोजन आयनों को ताम्र प्लेट पर जमा होने की प्रवृत्ति रहती है। विलयन में निकलने वाले अधिक जिंक आयनों का मतलब है जिंक प्लेट पर अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉन छोड़ देते हैं। ये इलेक्ट्रॉन फिर बाह्य चालक के माध्यम से जिंक और ताम्र प्लेटों के बीच से प्रवाहित होते हैं।

ताम्र प्लेट पर पहुंचने पर, ये इलेक्ट्रॉन फिर ताम्र प्लेट पर जमा होने वाले हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ मिलकर न्यूट्रल हाइड्रोजन परमाणु बनाते हैं। ये परमाणु फिर जोड़े में मिलकर हाइड्रोजन गैस के अणु बनाते हैं और गैस अंततः ताम्र प्लेट के साथ हाइड्रोजन बुलबुलों के रूप में ऊपर आती है। वोल्टिक सेल के अंदर होने वाली रासायनिक क्रिया निम्नलिखित है,

हालांकि, जब Zn और द्रवीकृत सल्फ्यूरिक अम्ल के बीच संपर्क संभावित 0.62 वोल्ट की मान तक पहुंच जाता है, तो यह क्रिया रुक जाती है। वोल्टिक सेल के संचालन के दौरान, जिंक प्लेट निकटवर्ती विलयन फिल्म के संबंध में निम्न संभावित पर रहती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

इसी तरह, जब ताम्र प्लेट को विद्युत-रासायनिक विलयन के संपर्क में रखा जाता है, तो विलयन में मौजूद धनात्मक हाइड्रोजन आयनों को ताम्र प्लेट पर जमा होने की प्रवृत्ति रहती है, जब तक इसका संभावित लगभग 0.46 V विलयन से ऊपर नहीं बढ़ जाता है। इसलिए, वोल्टिक सेल में विकसित होने वाला विद्युत संभावित अंतर 0.62 − (− 0.46) = 1.08 वोल्ट है।

एक साधारण वोल्टिक सेल में मुख्य रूप से दो कमजोरियाँ होती हैं, जिन्हें ध्रुवीकरण और स्थानीय क्रिया के रूप में जाना जाता है।

वोल्टिक सेल का ध्रुवीकरण

यह देखा गया है कि इस सेल में, धारा धीरे-धीरे कम होती जाती है और इसके संचालन के एक निश्चित समय के बाद, धारा पूरी तरह से रुक सकती है। धारा में यह कमी ताम्र प्लेट पर हाइड्रोजन के जमाव के कारण होती है। हालांकि हाइड्रोजन सेल से बुलबुलों के रूप में बाहर निकलता है, फिर भी प्लेट की सतह पर हाइड्रोजन की एक पतली परत बनती है। यह परत विद्युत अवरोध के रूप में कार्य करती है, जिससे सेल का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है। इस अवरोधक परत के कारण, अधिक हाइड्रोजन आयन ताम्र प्लेट से इलेक्ट्रॉन प्राप्त नहीं कर सकते और आयन के रूप में जमा हो जाते हैं। ताम्र प्लेट पर यह धनात्मक हाइड्रोजन आयनों की परत अन्य हाइड्रोजन आयनों पर जो ताम्र प्लेट की ओर आ रहे हैं, उन पर एक निराकरण शक्ति डालती है। इसलिए धारा कम हो जाती है। इस घटना को ध्रुवीकरण कहा जाता है।

वोल्टिक सेल की स्थानीय क्रिया

यह पाया गया है कि भले ही वोल्टिक सेल किसी धारा की आपूर्ति नहीं कर रहा हो, जिंक लगातार विलयन में घुलने लगता है। यह इसलिए होता है क्योंकि व्यावसायिक जिंक में लोहे और लेड जैसी कुछ निर्मलता ट्रेस छोटे स्थानीय सेल बनाती हैं, जो जिंक के मुख्य शरीर द्वारा शॉर्ट-सर्किट हो जाते हैं। इन परजीवी सेलों की क्रिया को नियंत्रित नहीं किया जा सकता, इसलिए जिंक का कुछ व्यर्थ हो जाता है। इस घटना को स्थानीय क्रिया कहा जाता है।

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