Daha önce, bir redoks reaksiyonunda üretilen kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılan bir cihaz olan elektrokimyasal hücreyi tartışmıştık. Bu hücreler voltaik hücreler ve elektroliz hücreleri olmak üzere iki tiptedir.
Voltaik hücreler, çözeltide meydana gelen kimyasal reaksiyonlardan kendiliğinden elektrik enerjisi üretebilen elektrokimyasal hücrelerdir. Elektroliz hücreleri, hücreye elektrik akımı uygulandığında kimyasal reaksiyona giren hücrelerdir.
Bu tartışmada, galvanik hücreler olarak da bilinen voltaik hücreler hakkında daha fazla bilgi sahibi olacağız. Nasıl olur?
Evet, Galvani hücreleri temelde İtalya'dan Luigi Galvani adlı bir bilim adamı tarafından keşfedildi. Bologna şehrinde yaşayan fizikçi ve doktorun bir kurbağa bacağı üzerinde ameliyat olmasıyla başladı. Metal neşterinin ölü bir kurbağanın bacağının sinirine tutunduğunda, irkilerek ve hareket ettirildiğinde farklı bir türden olduğunu gördü. Galvani daha sonra bu etkinin nöroprotektif özelliklerle ilişkili olduğunu savundu. Galvani'nin bu görüşü daha sonra Alessandro Volta tarafından yanlış ilan edildi.
Volta, Luigi Galvani'nin çalışmalarına devam etti ve meslektaşının kurbağa bacaklarının şok etkisi teorisinin yanlış olduğunu kanıtladı. Aslında bu etki Galvani'nin neşterinden 2 farklı metalden kaynaklanmaktadır. Bu görüşe dayanarak Volta, "Volta Bataryası" (Voltac Pile) yaratmayı başardı. Hizmetleri için elektrik potansiyel farkı birimine volt denir.
Voltaik hücre, voltmetre, tuz köprüsü, anot ve katot olmak üzere birkaç parçadan oluşur.
Voltmetre , hücrenin potansiyel büyüklüğünü belirleme işlevi gören bir bileşendir. Voltmetre, devrede ölçülen bileşenlerin konumuna paralel olarak düzenlenmiştir. Bu alet, cam veya plastik bir tüp içinde düzenlenmiş bir bakalite tutturulmuş üç bakır plakadan oluşur.
(Ayrıca okuyun: Elektrokimyasal Hücrelerin Önemli Özellikleri ve Serileri)
Tuz Köprüsü , agar veya jelatin içindeki Potasyum Klorür, Potasyum Nitrat ve diğerleri gibi konsantre bir inert elektrolit çözeltisi içeren U şeklinde bir tüptür. Tuz köprüsü, iki çözeltiyi karıştırmadan iyonların bir çözeltiden diğerine hareketine izin vererek elektrik devresini tamamlar. Tuz köprüsü ayrıca iki buçuk hücrede çözeltinin elektriksel nötrlüğünü korumaya yardımcı olur.
Negatif anot veya elektrot , oksidasyon reaksiyonunun yeridir. Şekilde, anot bir Zn / çinko elektrot görevi görür.
Pozitif katot veya elektrot , indirgeme reaksiyonunun yeridir. Resimde bakır elektrot katot görevi görür.
Volta Hücrelerinde İşlem
Anotta metal Zn elektronları serbest bırakır ve çözünmüş Zn2 + haline gelir.
- Zn (k) → Zn2 + (aq) + 2e–
Katotta Cu2 + iyonları elektronları yakalar ve Cu metaline çöker.
- Cu2 + (sulu) + 2e– → Cu (k)
Bu, düzeltmeden sonra Zn'nin metal kütlesindeki azalmadan görülebilirken, Cu metal kütlesi artar. Voltaik hücrelerde meydana gelen toplam reaksiyon:
- Zn (k) + Cu2 + (su) → Zn2 + (su) + Cu (k)
