باتری کا عملیاتی مکمل: باتری کیسے کام کرتی ہے؟
باتری کا کام کرتا ہوا اصول
ایک باتری الکٹرولائٹ اور دھاتوں کے آکسیڈیشن اور ریڈکشن ریاکشن پر کام کرتی ہے۔ جب دو مختلف قسم کی دھاتیں، جنہیں الیکٹروڈ کہا جاتا ہے، تیری ہوئی الکٹرولائٹ میں رکھی جاتی ہیں تو الیکٹروڈز میں الیکٹران کی ترجیح کے لحاظ سے آکسیڈیشن اور ریڈکشن ریاکشن ہوتی ہیں۔ آکسیڈیشن ریاکشن کے نتیجے میں ایک الیکٹروڈ منفی شارژ ہو جاتا ہے جسے کاتھوڈ کہا جاتا ہے اور ریڈکشن ریاکشن کے نتیجے میں دوسرا الیکٹروڈ مثبت شارژ ہو جاتا ہے جسے آنڈ کہا جاتا ہے۔
کاتھوڈ باتری کا منفی ٹرمینل بناتا ہے جبکہ آنڈ مثبت ٹرمینل بناتا ہے۔ باتری کے بنیادی اصول کو درست طور پر سمجھنے کے لیے، پہلے ہمیں الکٹرولائٹ اور الیکٹران کی ترجیح کے کچھ بنیادی تصورات کی ضرورت ہوتی ہے۔ حقیقت میں، جب دو مختلف دھاتیں الکٹرولائٹ میں ڈوبائی جاتی ہیں، ان کے درمیان پوٹنشل فرق پیدا ہوتا ہے۔
یہ معلوم ہوا ہے کہ، جب کچھ خاص کمپاؤنڈ پانی میں ملا جاتے ہیں، وہ حل ہو جاتے ہیں اور منفی اور مثبت آئنز پیدا کرتے ہیں۔ اس قسم کو کمپاؤنڈ کو الکٹرولائٹ کہا جاتا ہے۔ الکٹرولائٹ کے مشہور مثالیں تقريباً تمام قسم کے نمک، ایسڈ، اور باز وغیرہ ہیں۔ نیوٹرل اٹم کے الیکٹران قبول کرنے کے دوران جو توانائی رہتا ہے اسے الیکٹران کی ترجیح کہا جاتا ہے۔ کیونکہ ایٹمی ساخت مختلف مواد کے لیے مختلف ہوتی ہے، مختلف مواد کی الیکٹران کی ترجیح مختلف ہوگی۔
اگر دو مختلف قسم کی دھاتیں ایک ہی الکٹرولائٹ محلول میں ڈوبائی جائیں، تو ایک الیکٹران حاصل کرے گی اور دوسری الیکٹران چھوڑے گی۔ کون سی دھات (یا دھاتی مخلوط) الیکٹران حاصل کرے گی اور کون سی الیکٹران چھوڑے گی، یہ ان دھاتوں کی الیکٹران کی ترجیح پر منحصر ہے۔ کم الیکٹران کی ترجیح والی دھات الکٹرولائٹ محلول کے منفی آئنز سے الیکٹران حاصل کرے گی۔
دیگر طرف سے، زیادہ الیکٹران کی ترجیح والی دھات الیکٹران چھوڑے گی اور یہ الیکٹران الکٹرولائٹ محلول میں نکلے گا اور محلول کے مثبت آئنز میں شامل ہو جائیں گے۔ اس طرح، ایک دھات الیکٹران حاصل کرتی ہے اور دوسری الیکٹران چھوڑتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، ان دو دھاتوں کے درمیان الیکٹران کی تعدد میں فرق پیدا ہوتا ہے۔
الیکٹران کی تعدد کے درمیان یہ فرق دھاتوں کے درمیان برقی پوٹنشل فرق کو پیدا کرتا ہے۔ یہ برقی پوٹنشل فرق یا emf کو کسی بھی الیکٹرانکس یا برقی کرکٹ کے لیے ولٹیج کا ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ عام اور بنیادی باتری کا اصول ہے اور یہ باتری کا کام کرتا ہوا اصول ہے۔
تمام بیٹری کی سیلیں صرف اس بنیادی مبدا پر مبنی ہوتی ہیں۔ آئیے ایک سے ایک کر کے بات کرتے ہیں۔ جیسا کہ ہم نے پہلے کہا تھا، الیسانڈرو ولٹا نے پہلی بیٹری کی سیل تیار کی تھی، اور یہ سیل عام طور پر سادہ ولٹائیک سیل کے نام سے جانی جاتی ہے۔ اس قسم کی سادہ سیل بہت آسانی سے بنائی جا سکتی ہے۔ ایک کنٹینر لیں اور اسے کم غلبہ والے سلفرک ایسڈ کے بطور الیکٹرولائٹ بھر دیں۔ اب ہم ایک زنس اور ایک کپر راڈ کو حل میں ڈال دیتے ہیں اور ان کو باہر سے الیکٹرک لوڈ سے منسلک کردیتے ہیں۔ اب آپ کی سادہ ولٹائیک سیل مکمل ہوگئی ہے۔ کرنٹ باہری لوڈ کے ذریعے شروع ہو جائے گا۔
کم غلبہ والے سلفرک ایسڈ میں زنس الیکٹرانز کو نیچے دیا گیا طور پر چھوڑ دیتا ہے:
یہ Zn + + آئنز الیکٹرولائٹ میں داخل ہوتے ہیں، اور ہر Zn + + آئنز کو راڈ میں دو الیکٹران چھوڑ دیتے ہیں۔ اوپر دیے گئے آکسیڈیشن ریاکشن کے نتیجے میں، زنس الیکٹروڈ منفی برقناطیسی شحہ کے ساتھ چھوڑ دیا جاتا ہے اور اس لیے کاثوڈ کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس کے نتیجے میں، الیکٹرولائٹ میں کاثوڈ کے قریب Zn + + آئنز کی تراکم میں اضافہ ہوتا ہے۔
الیکٹرولائٹ کی خصوصیت کے مطابق، کم غلبہ والے سلفرک ایسڈ اور پانی پہلے ہی مثبت ہائیڈرونیم آئنز اور منفی سلفیٹ آئنز میں ڈسایوسیئٹ ہو چکے ہیں جیسے کہ نیچے دیا گیا ہے:
کاثوڈ کے قریب Zn+ + آئنز کی زیادہ تراکم کے باعث، H3O+ آئنز کو کپر الیکٹروڈ کی طرف دھکیل دیا جاتا ہے اور وہ کپر راڈ کے اتم کے سے الیکٹران اپنے آپ میں لے کر ڈسچارج ہو جاتے ہیں۔ نیچے دیے گئے ریاکشن کیتھوڈ پر ہوتا ہے:
کپر الیکٹروڈ پر ہونے والے ریڈکشن ریاکشن کے نتیجے میں، کپر راڈ مثبت برقناطیسی شحہ کے ساتھ چھوڑ دیا جاتا ہے اور اس لیے یہ کیتھوڈ کے طور پر کام کرتا ہے۔
دینیل سیل
دینیل سیل کپر سلفریٹ کے حل کو شامل کرنے والے کپر کے برتن سے ملتی ہے۔ کپر کا برتن خود مثبت الیکٹروڈ کے طور پر کام کرتا ہے۔ ایک پورس پوٹ جس میں کم غلبہ والے سلفرک ایسڈ ہوتا ہے، کو کپر کے برتن میں رکھا جاتا ہے۔ ایک ملتوتر زنس راڈ، جو سلفرک ایسڈ میں ڈوبا ہوتا ہے، منفی الیکٹروڈ کے طور پر کام کرتا ہے۔
پورس پوٹ میں کمزور سلیک ایسڈ زنک کے ساتھ ریاکشن کرتا ہے اور نتیجے میں ہائیڈروجن تیار ہوتا ہے۔ ریاکشن مندرجہ ذیل طریقے سے ہوتا ہے:
پورس پوٹ میں ZnSO4 کی تشکیل سل کی کام کو تکلیف نہیں دیتا جب تک ZnSO4 کے کریسٹل پودھ نہ ہوں۔ ہائیڈروجن گیس پورس پوٹ سے گزرتی ہے اور CuSO4 حل کے ساتھ مندرجہ ذیل طریقے سے ریاکشن کرتی ہے:
ایسا بننے والا کپر کپر کے برسیل میں پودھا جاتا ہے۔
سل کی تاریخ
1936 کے سال کے وسط میں، عراق کے شہر بغداد کے قریب نئی ریل لائن کی تعمیر کے دوران ایک قدیم مقبرہ دریافت ہوا۔ اس مقبرے میں موجود آثار 2000 سال پرانے تھے۔ ان آثار میں کچھ مٹی کے جار جو اوپر سے پچ سے بند تھے شامل تھے۔ ایک لوہے کا رڈ، جس کے ارد گرد کپر کے شیٹ سے مل کر بنی گردشی ٹیوب کے ساتھ یہ بند اوپر سے باہر نکلتا تھا۔
جب دریافت کرنے والوں نے ان جاروں کو ایک تیزابی مائع سے بھرا تو انہوں نے لوہے اور کپر کے درمیان تقریباً 2 ولٹ کے پوٹینشل فرق کا مشاہدہ کیا۔ ان مٹی کے جاروں کو 2000 سال پرانے سل کی سیل کے طور پر شک کیا گیا۔ انہوں نے اس جار کو پارتھیاں سل کا نام دیا۔
1786 میں، ایک اطالوی اناتومسٹ اور فزیولاجسٹ لويجی گالوانی نے حیرانیہ کی تجربہ کیا کہ جب وہ مرے مچھلی کے پاؤں کو دو مختلف میٹلوں سے چھونے پر، پاؤں کے موٹروں میں خمیدگی دیکھی۔
انہوں نے حقیقی وجہ کو نہیں سمجھا ورنہ وہ سل کی سیل کے پہلے موجد کے طور پر جانے جاتے۔ انہوں نے سوچا کہ ریاکشن کسی خاصیت کی وجہ سے ہو سکتی ہے۔
پھر، ایلیسینڈرو ولٹا نے مچھلی کے پنجوں کے بجائے نمکی پانی سے بھیگی کارڈ بورڈ پر اسی پدیدہ کو دریافت کیا۔ وہ کپر کے ایک دسک اور زنک کے ایک دسک کو نمکی پانی سے بھیگی کارڈ بورڈ کے درمیان رکھا اور کپر اور زنک کے درمیانکشتفرق پاتا چلا۔
بیان: اصل کو تحفظ دیں، اچھے مضامین شیر کرنے کے قابل ہیں، اگر نقل کا خلاف ورزی ہو تو حذف کرنے کے لئے رابطہ کریں۔
