Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » التفاعل الكهروكيميائي في الكومة الفولتية

التفاعل الكهروكيميائي في الكومة الفولتية

1800
  • Alessandro Volta
كومة فولطية توضح التفاعل الكهروكيميائي مع أقطاب الزنك والنحاس.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

التيار الكهربي في الكومة الفولتية عن طريق تفاعل الأكسدة والاختزال. عند أنود الزنك، يتأكسد فلز الزنك، ويطلق إلكترونين لكل ذرة ([latex]Zn \right \right Zn^{2+} + 2e^{-}[/latex]). تنتقل هذه الإلكترونات عبر الدائرة الخارجية إلى مهبط النحاس. وهناك، يتم اختزال أيونات الهيدروجين من الإلكتروليت المائي، مكونةً غاز الهيدروجين ([latex]2T2H^{+} + 2e^^{-} \rightarrow H_2[/latex]).

يخضع تشغيل الكومة الفولتية لمبادئ الكيمياء الكهربية. لكل معدن جهد قطب كهربائي مختلف، أو ميل لفقد الإلكترونات. فالزنك أكثر تفاعلية من النحاس، ما يعني أن جهد القطب الكهربائي لديه أكثر سالبية ويتأكسد بسهولة أكبر. وهذا الاختلاف في الجهد هو ما يدفع تدفق الإلكترونات من الزنك (المصعد) إلى النحاس (المهبط) عبر سلك خارجي. ويؤدي الإلكتروليت دورًا حاسمًا؛ فهو يحتوي على أيونات يمكن أن تتحرك بين الأقطاب لموازنة الشحنة، مما يكمل الدائرة الكهربائية. في المحلول الملحي البسيط (NaCl) أو الحمض (H2SO4) الإلكتروليت، توفر جزيئات الماء أيونات الهيدروجين (H+) للتفاعل عند المهبط.

والتفاعل الكلي لكومة باستخدام إلكتروليت حمض الكبريتيك هو [latex]Zn + 2H^{+} \rightarrow Zn^{2+} + H_2[/latex]. لا يتفاعل النحاس نفسه كيميائيًا؛ فهو يعمل كسطح نبيل موصل لاختزال أيونات الهيدروجين. تبلغ إمكانات خلية الزنك والنحاس الواحدة حوالي 0.76 فولت تقريبًا، على الرغم من أن هذا يمكن أن يختلف باختلاف تركيز الإلكتروليت ودرجة الحرارة. هذه الآلية الأساسية لتحويل الطاقة الكيميائية المخزنة إلى طاقة كهربائية هي أساس جميع البطاريات الحديثة، وإن كانت بمواد مختلفة وتصميمات أكثر تطوراً لتحسين الكفاءة وطول العمر.

UNESCO Nomenclature: 2203
- الكيمياء الكهربائية

يكتب

العملية الكيميائية

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • أعمال أنطوان لافوازييه حول دور الأكسجين في الاحتراق والأكسدة
  • مفهوم العناصر الكيميائية وسلسلة تفاعلاتها
  • فهم المركبات الأيونية وسلوكها في المحاليل المائية
  • تعرُّف هنري كافنديش على غاز الهيدروجين

التطبيقات

  • جميع البطاريات الحديثة (القلوية، الرصاص الحمضية، ليثيوم أيون)
  • خلايا الوقود
  • التحليل الكهربائي الصناعي للإنتاج الكيميائي
  • الوقاية من التآكل من خلال الحماية الكاثودية
  • تنقية المعادن بالكهرباء

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة ب: تفاعل الأكسدة والاختزال، الأنود، المهبط، الأكسدة، الاختزال، الإلكتروليت، جهد القطب، الكيمياء الكهربية.

السياق التاريخي

التفاعل الكهروكيميائي في الكومة الفولتية

1788
1800
1800
1800
1800
1801
1802
1785
1788
1800
1800
1800
1800
1802
1802

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.