ก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงเซลล์ไฟฟ้าเคมีซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนพลังงานเคมีที่เกิดจากปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นพลังงานไฟฟ้า เซลล์เหล่านี้มีสองประเภทคือเซลล์โวลตาอิกและเซลล์อิเล็กโทรลิซิส
เซลล์โวลตาอิกเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่สามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าได้เองจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสารละลาย ในขณะที่เซลล์อิเล็กโทรลิซิสเป็นเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาเคมีเมื่อกระแสไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับเซลล์
ในการสนทนานี้เราจะทำความคุ้นเคยกับเซลล์โวลตาอิกหรือที่เรียกว่าเซลล์กัลวานิก มาได้ยังไง?
ใช่เซลล์กัลวานีถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์จากอิตาลี Luigi Galvani มันเริ่มต้นขึ้นเมื่อนักฟิสิกส์และแพทย์ที่อาศัยอยู่ในเมืองโบโลญญากำลังผ่าตัดขาของกบ เขาเห็นว่ามีดผ่าตัดโลหะของเขามีลักษณะที่แตกต่างออกไปเมื่อจับเข้ากับเส้นประสาทของขาของกบที่ตายแล้วสะดุ้งและขยับ Galvani โต้แย้งในภายหลังว่าผลกระทบนี้เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติในการป้องกันระบบประสาท ความคิดเห็นของกัลวานีนี้ถูกประกาศว่าผิดโดยอเลสซานโดรโวลตาในเวลาต่อมา
Volta ยังคงทำงานของ Luigi Galvani และพิสูจน์ให้เห็นว่าทฤษฎีของเพื่อนร่วมงานของเขาเกี่ยวกับผลกระทบที่ทำให้คางคกตกใจนั้นผิด ในความเป็นจริงผลกระทบนี้เกิดจากโลหะ 2 ชนิดที่แตกต่างกันจากมีดผ่าตัดของกัลวานี จากความเห็นนี้ทำให้ Volta ประสบความสำเร็จในการสร้าง "Volta Battery" (เสาเข็มโวลแทค) สำหรับบริการของเขาหน่วยของความต่างศักย์ไฟฟ้าเรียกว่าโวลต์
เซลล์โวลตาอิกประกอบด้วยหลายส่วน ได้แก่ โวลต์มิเตอร์สะพานเกลือแอโนดและแคโทด
โวลต์มิเตอร์เป็นส่วนประกอบที่ทำหน้าที่กำหนดขนาดที่เป็นไปได้ของเซลล์ โวลต์มิเตอร์จัดเรียงขนานกับตำแหน่งของส่วนประกอบที่กำลังวัดในวงจร เครื่องมือนี้ประกอบด้วยแผ่นทองแดงสามแผ่นติดกับเบกาไลต์เรียงกันในหลอดแก้วหรือพลาสติก
(อ่านเพิ่มเติม: ลักษณะสำคัญของเซลล์ไฟฟ้าเคมีและอนุกรมของพวกมัน)
Salt Bridgeเป็นท่อรูปตัวยูที่มีสารละลายอิเล็กโทรไลต์เฉื่อยเข้มข้นเช่นโพแทสเซียมคลอไรด์โพแทสเซียมไนเตรตและอื่น ๆ ในเจลาตินหรือเจลาติน สะพานเกลือทำให้วงจรไฟฟ้าสมบูรณ์โดยปล่อยให้มีการเคลื่อนที่ของไอออนจากสารละลายหนึ่งไปยังอีกสารละลายหนึ่งโดยไม่ต้องผสมสารละลายทั้งสอง สะพานเกลือยังช่วยในการรักษาความเป็นกลางทางไฟฟ้าของสารละลายในเซลล์สองเซลล์ครึ่ง
ขั้วบวกหรือขั้วลบเป็นที่ตั้งของปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ในรูปแอโนดทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด Zn / สังกะสี
แคโทดหรืออิเล็กโทรดบวกเป็นที่ตั้งของปฏิกิริยารีดักชัน ในภาพอิเล็กโทรดทองแดงทำหน้าที่เป็นแคโทด
กระบวนการใน Volta Cells
ที่ขั้วบวกโลหะ Zn จะปล่อยอิเล็กตรอนและกลายเป็น Zn2 + ที่ละลาย
- Zn (s) → Zn2 + (aq) + 2e–
ที่แคโทดไอออน Cu2 + จะจับอิเล็กตรอนและตกตะกอนเป็นโลหะ Cu
- Cu2 + (aq) + 2e– → Cu (s)
สิ่งนี้สามารถเห็นได้จากการลดลงของมวลโลหะของ Zn หลังการแก้ไขในขณะที่มวลของโลหะ Cu เพิ่มขึ้น ปฏิกิริยาทั้งหมดที่เกิดขึ้นในเซลล์โวลตาอิกคือ:
- Zn (s) + Cu2 + (aq) → Zn2 + (aq) + Cu (s)
