Tabla de Contenidos
Ogniwo galwaniczne swoją nazwę zawdzięcza wynalazcy, włoskiemu fizykowi Luigi Galvani. W 1780 roku Galvani wykazał, że gdy dwa różne metale są połączone ze sobą na jednym końcu, podczas gdy inne końce są połączone nogami żaby, żabie nogi kurczą się, co wskazuje na istnienie przepływu elektryczności. Początkowo nazwał swoje urządzenie „obwodem zwierzęcym”. Z pomysłem skorygowania pomysłu Galvaniego, że obecność żywej materii jest niezbędna do funkcjonowania obwodu, Alessandro Volta opracował tę samą komórkę bez żadnego składnika biologicznego. Było to do tej pory osiągnięcie bez precedensu, dlatego terminy „galwaniczny” i „woltaiczny” są dziś używane zamiennie .
Ogniwo galwaniczne lub galwaniczne to przestrzeń elektrochemiczna, która przekształca energię chemiczną w energię elektryczną . Ta konwersja jest osiągana dzięki wykorzystaniu energii wytwarzanej w reakcjach redoks zachodzących wewnątrz komórki.
reakcje redoks
Ogniwo galwaniczne to ogniwo elektrochemiczne, które może działać spontanicznie. W ogniwie galwanicznym dwie elektrody muszą być zewnętrznie połączone, aby uzupełnić obwód elektryczny ładunkiem zewnętrznym i tym samym uniknąć zwarcia. W ten sposób prąd można okiełznać i wykorzystać do dostarczania energii elektrycznej w bateriach lub ogniwach paliwowych. Tak więc energetycznie korzystna konwersja substancji chemicznych prowadzi do powstania energii elektrycznej poprzez reakcje redoks.
Termin chemiczny „redoks” jest skrótem od redukcji-utleniania i reprezentuje dwie reakcje chemiczne, które zachodzą jednocześnie w celu wymiany elektronów. Z chemicznego punktu widzenia reagent, który traci swoje elektrony, jest utleniany, podczas gdy reagent, który zyskuje te same elektrony, jest redukowany.
Konfiguracja ogniwa galwanicznego
Istnieją dwie główne konfiguracje ogniwa galwanicznego. W obu przypadkach półreakcje utleniania i redukcji są oddzielne i połączone przewodem, zmuszając do przepływu przez niego elektronów. W jednej z konfiguracji półreakcje są połączone porowatą tarczą, w drugiej półreakcje są połączone mostkiem solnym.
Celem zarówno porowatego dysku, jak i mostka solnego jest umożliwienie przepływu jonów między półreakcjami bez zbytniego mieszania roztworów, co pozwala na utrzymanie neutralnego ładunku roztworów.
Przeniesienie elektronów z półogniwa utleniającego do półogniwa redukcyjnego prowadzi do nagromadzenia ładunku dodatniego w pierwszym i ujemnego w drugim. Z drugiej strony, gdyby nie było możliwości przepływu jonów między roztworem, to nagromadzenie ładunku przeciwstawiłoby się i zmniejszyłoby o połowę przepływ elektronów między anodą a katodą .
Źródła
- Ogniwa galwaniczne. (2019). Libretexty.
- Obraz: Commons Wikimedia.
- Portal elektrochemiczny: ogniwa galwaniczne. Uniwersytet Wisconsin
