Pangunahing Konstruksyon at Pagsasagawa ng Selang Voltaic

Isang simple na voltaic cell ay ginagawa sa pamamagitan ng paglalambot ng isang plato ng zink at isang plato ng tanso sa isang solusyon ng sulfuric acid na may tubig. Tulad ng ipinapakita sa larawan, kung ang plato ng tanso at plato ng zink ay konektado nang panlabas sa isang electrical load, ang kuryente ay magsisimulang lumikha mula sa plato ng tanso patungo sa plato ng zink sa pamamagitan ng load. Ito ay nangangahulugan na mayroong ilang potensyal na elektrikal na pagkakaiba na nabuo sa pagitan ng plato ng tanso at plato ng zink. Dahil ang kuryente ay lumilikha mula sa tanso patungo sa zink, malinaw na ang plato ng tanso ay naging positibong na-charge at ang plato ng zink ay naging negatibong na-charge.

Pagpapatakbo ng Voltaic Cell

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng voltaic cell ay batay sa prinsipyong kapag dalawang iba't ibang uri ng metal ay nalambot sa loob ng isang solusyon ng electrolyte, ang mas reaktibong metal ay may tendensiyang magdissolve sa electrolyte bilang positibong metal ions, nag-iwan ng mga electrons sa plato ng metal. Ang pangyayaring ito ay nagpapabigay ng negatibong na-charge sa mas reaktibong plato ng metal.

Ang mas hindi reaktibong metal ay haharapin ang mga positibong ions na naroroon sa electrolyte, at kaya ang mga positibong ions na ito ay magkakaroon ng deposito sa plato at nagiging positibong na-charge. Dito sa kasong ito ng simple voltaic cell, ang zink ay lumalabas sa solusyon ng sulfuric acid bilang positibong ion at pagkatapos ay nagrereact sa negatibong SO4 − − ion ng solusyon at nabubuo ang zinc sulfate (ZnSO4). Dahil ang tanso ay mas hindi reaktibong metal, ang positibong hydrogen ions ng solusyon ng sulfuric acid ay may tendensiyang magkaroon ng deposito sa plato ng tanso. Mas maraming zink ions na lumalabas sa solusyon, mas maraming electrons ang maiiwan sa plato ng zink. Ang mga electrons na ito ay pagkatapos ay lumilikha sa pamamagitan ng external conductor na konektado sa pagitan ng plato ng zink at tanso.

Kapag narating ang plato ng tanso, ang mga electrons na ito ay pagkatapos ay magcombine sa mga hydrogen atoms na may deposito sa plato at nabubuo ang neutral na hydrogen atoms. Ang mga atoms na ito ay pagkatapos ay magcombine sa pares upang nabuo ang molecules ng hydrogen gas at ang gas na ito ay pagkatapos ay lumabas sa itaas ng plato ng tanso sa anyo ng hydrogen bubbles. Ang chemical action na nangyayari sa loob ng voltaic cell ay tulad ng sumusunod,

Gayunpaman, ang aksyon na ito ay natitigil kapag ang contact potential sa pagitan ng Zn at dilute sulfuric acid ay umabot sa halaga ng 0.62 Volt. Sa panahon ng operasyon ng isang voltaic cell, ang plato ng zink ay nasa mas mababang potential sa relasyon sa solusyon film na nasa tabi nito tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Tulad din, kapag ang plato ng tanso ay inilapat sa kontak sa electrolyte, ang positibong hydrogen ions sa solusyon ay may tendensiyang magkaroon ng deposito dito hanggang sa ang potensyal nito ay tumaas pa rin ng 0.46 V sa itaas ng solusyon. Kaya, ang potensyal na elektrikal na pagkakaiba na nabuo sa isang voltaic cell ay 0.62 − (− 0.46) = 1.08 Volts.

Sa isang simple voltaic cell mayroong dalawang pangunahing kahinaan, tinatawag na polarization at local action.

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 deposition ng hydrogen sa plato ng tanso. Bagama't ang hydrogen ay lumalabas mula sa cell sa anyo ng bubbles, mayroon pa rin ang pagbuo ng isang manipis na layer ng hydrogen sa ibabaw ng plato. Ang layer na ito ay gumagana bilang isang electrical insulation, kaya ang internal resistance ng cell ay tumataas. Dahil sa insulating layer na ito, ang mga hydrogen ions na papunta sa plato ng tanso ay hindi na makakakuha ng electrons mula sa plato ng tanso at nagiging ion form. Ang layer ng positibong hydrogen ions sa plato ng tanso ay nagbibigay ng repulsive force sa ibang hydrogen ions na papunta sa plato ng tanso. Kaya ang kuryente ay bumababa. Ang pangyayaring ito ay kilala bilang polarization.

Local Action ng Voltaic Cell

Natuklasan na kahit na ang voltaic cell ay hindi nagbibigay ng anumang kuryente, ang zink ay patuloy na nagdissolve sa electrolyte. Ito ay dahil sa katotohanan na ang ilang traces ng impurities tulad ng iron at lead sa commercial zink ay nagpapabuo ng maliliit na local 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 pangyayaring ito ay kilala bilang local action.

Pahayag: Igalang ang original, mahalagang artikulo na karapat-dapat ibahagi, kung may infringement pakiusap ilipat.