Ogniwo Volty

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Rysunki z pracy Volty przedstawiające baterie (stosy) ogniw. Naczynia końcowe służą do sprawdzania napięcia przez zanurzenie rąk.
Stos Volty

Ogniwo Voltyogniwo galwaniczne, w którym elektrodami są płytki cynkowe i miedziane, zanurzone w wodnym roztworze elektrolitu.

Journal of Chemical Education (JCE) – oficjalne czasopismo American Chemical Society (ACS), miesięcznik ukazujący się od roku 1924, wydawany przez Division of Chemical Education, Inc., poświęcony zagadnieniom edukacji w dziedzinie chemii na różnych poziomach kształcenia (IF 2012: 0,817, liczba cytowań 6184).Siła elektromotoryczna (SEM) – czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku do sił pola elektrycznego oddziałującego na ten ładunek.

Historia[ | edytuj kod]

Ogniwo Volty

Konstrukcja ogniwa Volty jest przypisywana włoskiemu fizykowi Alessandrowi Volcie, który w 1800 roku opisał skonstruowane przez siebie pierwsze ogniwo elektryczne. Pierwotna konstrukcja składała się z szeregu naczyń, w których w roztworze soli umieszczone były po dwie blaszki z różnych metali. Końcowe pojemniki miały tylko jedną blaszkę. Volta sprawdzał „siłę” zbudowanej baterii przez wrażenie, jakie odczuwał po zanurzeniu rąk w skrajnych naczyniach. Prowadząc eksperymenty z różnymi metalami, zauważył, że najsilniejszy efekt uzyskuje stosując jako jedną elektrodę miedź lub srebro, a jako drugą cynk. Skonstruował na tej podstawie urządzenie znane później jako „stos Volty”, w którym naczynia zostały zastąpione przekładkami z kartonu nasączonego słoną wodą.

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.Elektroda – końcowy element niektórych układów lub urządzeń elektrycznych, przewodnik elektryczny wysyłający ładunek elektryczny lub przyjmujący go z otoczenia, albo kształtujący pole elektrostatyczne w swoim otoczeniu.

Zasada działania[ | edytuj kod]

W pierwotnej konstrukcji Volty elektrolitem jest solanka, zaś na elektrodzie cynkowej zachodzi utlenianie jej materiału do kationów Zn, które przechodząc do roztworu wodnego uwalniają elektrony zgodnie z reakcją: anoda cynkowa (utlenianie): Zn → Zn2+
+ 2e

Natomiast na elektrodzie miedzianej (która pełni tutaj głównie rolę przewodnika ładunków) zachodzi reakcja redukcji jonów hydroniowych do gazowego wodoru: katoda miedziana (redukcja): 2H
3
O+
+ 2e
→ H
2
↑ + 2H
2
O

Zachodzące na obu elektrodach procesy sprowadzają się do sumarycznej reakcji:

Srebro (Ag, łac. argentum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Jest srebrzystobiałym metalem, o największej przewodności elektrycznej i termicznej. W przyrodzie występuje w stanie wolnym, a także w minerałach, takich jak argentyt czy chlorargyryt. Większość wydobywanego srebra występuje jako domieszka rud miedzi, złota, ołowiu i cynku.Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi po łacinie (a za nią także w wielu innych językach, w tym angielskim) pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności wydobywano ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum. Posiada 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są dwa: 63 i 65.
Zn + 2H
3
O+
→ Zn2+
+ 2H
2
O + H
2

Obojętność elektryczna całego roztworu zapewniana jest przez obecne w nim aniony chlorkowe i powstające w równych ilościach na skutek autodysocjacji wody, aniony wodorotlenkowe.

W późniejszych konstrukcjach rolę solanki zastąpiły inne elektrolity jak np. roztwór kwasu siarkowego, gdzie przeciwjonami są głównie aniony siarczanowe SO2−4, pochodzące z dysocjacji elektrolitycznej kwasu siarkowego, dostarczającej także jonów hydroniowych: H
2
SO
4
+ 2H
2
O ⇌ 2H
3
O+
+ SO2−
4

Dla takiego układu siła elektromotoryczna ogniwa wynosi około 0,76 V, zaś zapis obwodu to: (–) Zn | H2SO4 | Cu (+).

Katoda (gr. kata – „w dół”, hodós – „ścieżka”) – elektroda, przez którą z urządzenia wypływa prąd elektryczny (co może polegać na wypływie ładunku dodatniego lub dopływie ładunku ujemnego). W odbiornikach prądu elektrycznego (np. lampach elektronowych) katoda jest elektrodą ujemną, natomiast w źródłach prądu (np. ogniwach galwanicznych) – dodatnią. Katoda występuje zawsze w parze z elektrodą, przez którą do urządzenia wpływa prąd – anodą.Anoda (gr. ana – "w górę", hodós – "ścieżka") – elektroda, przez którą prąd elektryczny wpływa do urządzenia (co może polegać na dopływie ładunku dodatniego lub wypływie ładunku ujemnego). W odbiornikach prądu elektrycznego (np. lampach elektronowych) anoda jest elektrodą dodatnią, natomiast w źródłach prądu (np. ogniwach galwanicznych) – ujemną. Anoda występuje zawsze w parze z elektrodą, przez którą prąd wypływa z urządzenia, czyli katodą.

Przypisy[ | edytuj kod]

  1. Alessandro Volta. Encyclopaedia Britannica. [dostęp 2020-02-02].
  2. Krzysztof Amborski, Krystyn Pawluk, Alessandro Volta i jego ogniwa, „Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe”, 4/2017 (116), 2017, s. 139–142 [dostęp 2020-02-02].
  3. On the Electricity excited by the mere Contact of conducting Substances of different Kinds. [dostęp 2019-09-29].
  4. This Month in Physics History, www.aps.org [dostęp 2020-10-09] (ang.).
  5. Franco Decker, Volta and the "Pile", Electrochemistry Encyclopedia [dostęp 2020-10-09].
  6. Jerry Goodisman, Observations on Lemon Cells, „Journal of Chemical Education”, 78 (4), 2001, s. 516, DOI10.1021/ed078p516 (ang.).c?
  7. Encyklopedia fizyki, t. II, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973, s. 543.




  • Warto wiedzieć że... beta

    Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (ur. 18 lutego 1745 w Como, zm. 5 marca 1827 tamże) − włoski fizyk, wynalazca, konstruktor, fizjolog, hrabia, tercjarz franciszkański.
    Redukcja (inna nazwa elektronacja) – proces, w trakcie którego atom lub ich grupa przechodzi z wyższego na niższy stopień utlenienia.
    Sól kuchenna – artykuł spożywczy, będący prawie czystym chlorkiem sodu (NaCl), stosowany jako przyprawa i konserwant. W handlu dostępna zwykle w formie nieoczyszczonej soli kamiennej oraz oczyszczonej soli warzonej. Często wzbogacona jest w niewielkie ilości (rzędu kilkudziesięciu ppm) związków jodu (zwykle w postaci jodku potasu lub jodanu potasu), dla zapewnienia spożywającym odpowiedniej ilości tego pierwiastka w pożywieniu. Może zawierać przeciwzbrylacze, np. żelazocyjanek potasu (E-536) w ilości ok. 10 ppm.
    DOI (ang. digital object identifier – cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego) – identyfikator dokumentu elektronicznego, który w odróżnieniu od identyfikatorów URL nie zależy od fizycznej lokalizacji dokumentu, lecz jest do niego na stałe przypisany.
    Solanka – woda mineralna zawierająca dużą ilość jonów sodowych, odpowiadających stężeniu chlorku sodu powyżej 15 g/l, również sole magnezowe oraz związki jodu i bromu.
    Anion – jon o ładunku ujemnym. Anion to każde indywiduum chemiczne, w którym występuje nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Podczas elektrolizy anion podąża do elektrody dodatniej, zwanej anodą. Przeciwieństwem anionu jest jon dodatni, czyli kation.
    Ogniwo galwaniczne – układ złożony z dwóch elektrod zanurzonych w elektrolicie (dwa półogniwa). Źródłem różnicy potencjałów elektrod są reakcje chemiczne, zachodzące między elektrodami a elektrolitem. Gdy przez ogniwo nie płynie prąd (ogniwo otwarte), różnica potencjałów jest równa sile elektromotorycznej (SEM). Zamknięcie obwodu elektrycznego umożliwia przepływ ładunków i pojawienie się nadnapięcia, wskutek polaryzacji elektrod.

    Reklama