tế bào điện

Tế bào điện mang tên người phát minh ra nó, nhà vật lý người Ý Luigi Galvani. Vào năm 1780, Galvani đã chỉ ra rằng khi hai kim loại khác nhau được nối với nhau ở một đầu, trong khi các đầu kia được nối với nhau bằng chân của một con ếch, thì chân của con ếch co lại, cho thấy có sự tồn tại của dòng điện. Lúc đầu, anh ấy gọi thiết bị của mình là “mạch động vật”. Với ý tưởng hiệu chỉnh ý tưởng của Galvani rằng sự hiện diện của vật chất sống là cần thiết để mạch hoạt động, Alessandro Volta đã phát triển chính tế bào mà không có bất kỳ thành phần sinh học nào. Đó là một thành tựu chưa từng có cho đến thời điểm đó, đó là lý do tại sao thuật ngữ “galvanic” và “voltaic” được sử dụng thay thế cho nhau ngày nay .

Pin điện hoặc pin volta là một không gian điện hóa chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện . Sự chuyển đổi này đạt được nhờ tận dụng năng lượng sinh ra từ các phản ứng oxi hóa khử diễn ra bên trong tế bào.

phản ứng oxi hóa khử

Tế bào điện là một tế bào điện hóa được phép chạy tự phát. Trong một tế bào điện, hai điện cực phải được liên kết bên ngoài để hoàn thành mạch điện với điện tích bên ngoài và do đó tránh đoản mạch. Bằng cách này, dòng điện có thể được khai thác và sử dụng để cung cấp năng lượng điện trong pin hoặc pin nhiên liệu. Do đó, sự chuyển đổi thuận lợi về mặt năng lượng của các chất hóa học tạo ra năng lượng điện thông qua các phản ứng oxi hóa khử.

Thuật ngữ hóa học “oxy hóa khử” là viết tắt của quá trình oxy hóa khử và đại diện cho hai phản ứng hóa học xảy ra đồng thời để trao đổi electron. Từ quan điểm hóa học, chất phản ứng mất electron bị oxy hóa, trong khi chất phản ứng thu được các electron tương tự bị khử.

Cấu hình tế bào Galvanic

Có hai cấu hình chính cho một tế bào điện. Trong cả hai trường hợp, nửa phản ứng oxy hóa và khử là riêng biệt và được kết nối thông qua một dây dẫn, buộc các electron phải chạy qua nó. Ở một trong các cấu hình, các bán phản ứng được nối với nhau bằng một đĩa xốp, ở mặt khác, các bán phản ứng được nối với nhau bằng cầu muối.

Mục đích của cả đĩa xốp và cầu muối là cho phép các ion di chuyển giữa các nửa phản ứng mà không cần trộn nhiều dung dịch, do đó cho phép các dung dịch được giữ điện tích trung tính.

Việc chuyển các electron từ nửa ô oxy hóa sang nửa ô khử dẫn đến sự tích tụ điện tích dương ở ô thứ nhất và điện tích âm ở ô thứ hai. Mặt khác, nếu không có cách nào để các ion di chuyển giữa dung dịch, thì sự tích tụ điện tích này sẽ cản trở và làm giảm một nửa dòng điện tử giữa cực dương và cực âm .

nguồn

• Tế bào Galvanic. (2019). Các văn bản miễn phí.
• Hình ảnh: Wikimedia commons.
• Cổng điện hóa: Pin Voltaic. Đại học Wisconsin