Feb 052013
 
Dacă se introduc două metale diferite într-un electrolit (substanţă care în stare lichidă conduce curentul electric, de exemplu o soluţie apoasă de acid sulfuric), acestea au tendinţe diferite de a trece în soluţie, încărcîndu-se electric.

Între metal şi electrolit au loc reacţii chimice a căror energie furnizează energie electrică, la suprafaţa de contact dintre metal şi electrolit stabilindu-se o diferenţă de potenţial- Studiind fenomenele care au loc la contactul dintre un metal şi un electrolit, Volta a ordonat metalele într-un anumit şir (seria tensiunilor): C, Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Fe, Zn,… Conform seriei tensiunilor, la introducerea într-un electrolit, C se încarcă pozitiv faţă de Au, Ag, Cu etc., Au se încarcă pozitiv faţă de Ag, Cu, Sn etc., diferenţa de potenţial care se stabileşte între cele două metale fiind cu atît mai mare cu cît acestea ocupă poziţii mai depărtate în serie.
Un sistem electrochimic format din două metale introduse într-o soluţie apoasă, capabil să genereze curent electric, reprezintă un element (pilă) galvanic. Pila Volta este un element galvanic constituit dintr-o bară de cupru (anod) şi una din zinc (catod), introduse într-o soluţie apoasă de acid sulfuric.

Dacă se face legătură între cei doi electrozi, cu ajutorul unui conductor şi un bec se constată în exteriorul pilei existenţa unui curent electric. Circuitul electric, care în exterior este închis de conductor şi de bec, se închide în interior prin soluţia de acid sulfuric. În timpul funcţionării pilei, în jurul anodului (Cu) se degajă hidrogen, care se depune pe suprafaţa Cu, dînd naştere fenomenului de polarizare a electrozilor. Fenomenul este caracterizat prin mărirea rezistenţei interioare, micşorarea tensiunii electrice produsă pe cale chimică şi scăderea intensităţii curentului, uneori pînă la zero. Pentru evitarea acestor neajunsuri se folosesc depolarizanţi, cu ajutorul cărora se înlătură pe cale chimică hidrogenul care acoperă anodul.

Pila Leclanche

În cazul pilei Leclanche se foloseşte ca depolarizant bioxidul de mangan. Acesta, introdus într-o pungă de pînză de in înconjoară anodul. O astfel de pilă furnizează curenţi slabi (sonerii) şi este constituită dintr-un anod de cărbune şi dintr-un catod de zinc, introduşi într-o soluţie de clorură de amoniu. Pila dezvoltă o tensiune de 1—1,5 V. Dimensiunile pilei nu influenţează valoarea tensiunii, însă au o influenţă hotărîtoare asupra intensităţii curentului. La introducerea în soluţie, electrodul de zinc se descompune, zincul trece în soluţie şi energia chimică creată se transformă în energie electrică. Acest proces este ireversibil. în consecinţă, electrodul de zinc trebuie reînnoit după un anumit timp, ca şi depolarizantul care, dealtfel, se consumă. Pilele ai căror electrozi se consumă se numesc pile primare. Spre deosebire de acestea, în cazul pilelor secundare, prin aport de energie electrică de la o sursă de curent continuu (încărcare), starea iniţială poate fi reconstituită, respectiv electrozii pot fi regeneraţi. Atît pilele primare cît şi cele secundare se pot realiza sub formă de pile uscate, în care caz electrolitul se prezintă sub forma unei paste.

Din categoria pilelor secundare fac parte acumulatoarele. Cele mai răspîndite sînt acumulatoarele cu plumb. Acestea sînt constituite din electrozi de plumb introduşi într-o soluţie apoasă de acid sulfuric. Cînd acumulatorul debitează,pe electrozi se formează un strat de sulfat de plumb. La încărcare, stratul de pe anod este redus la bioxid de plumb (brun), iar cel de pe catod este redus la plumb spongios. Energia electrică este transformată în energie chimică, electrozii de plumb şi, respectiv, de bioxid de plumb funcţionînd împreună cu electrolitul ca un element galvanic. La descărcare are loc transformarea energiei chimice acumulate în energie electrică. In afara acumulatorului cu plumb se utilizează frecvent şi acumulatorul cu Jier-nichel, care foloseşte ca electrolit o soluţie apoasă de hidroxid de potasiu. Acumulatorul cu plumb dezvoltă o tensiune de 2 V, iar cel cu fier-nichel o tensiune de 1,4 V. Prin legarea mai multor elemente în serie sau în paralel, sp obţin baterii de acumulatoare care furnizează curent continuu de tensiuni mari, respectiv de intensităţi superioare.

Cea mai comuna forma de pila galvanica este pila Leclanche inventata de chimistul francez Georges Leclanch în 1860.

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>