pile electrochimice

Pile Electrochimice

Rusu Alexandra

Pilele electrochimice

Pilele electrochimice, numite şi pile galvanice, sunt sisteme în care energia chimică este convertită în energie electrică.

O pilă electrochimică este formată din doi electrozi (două semicelule), care pot fi de exemplu, un electrod de zinc şi unul de cupru (Pila cupru-zinc, sau pila Daniel).

CUM FUNCTIONEAZA?
Electrodul unui metal este ansamblul format dintr-o lamă metalică cufundată într-o soluţie ce conţine ionii metalului respectiv
ex: placă de zinc + soluţie de sulfat de zinc

Atomii de zinc cedează mai uşor electroni (se oxidează) decât atomii de cupru şi trec în soluţie ca ioni de Zn2+. Electronii cedaţi se acumulează pe placa de zinc, de unde migrează, prin firul conductor, pe placa de cupru.

Ionii Cu2+ au tendinţa de a acepta electroni (de a se reduce) mai accentuată decât ionii Zn2+. De aceea, electronii de pe placa metalică vor fi acceptaţi de ionii Cu2+, care trec în atomii de cupru şi se fixează pe placa de cupru.

Prin urmare, electronii cedaţi în procesul de oxidare a atomilor de zinc de pe placa de zinc trec, prin circuitul exterior, spre placa de cupru, de unde sunt preluaţi în procesul de reducere a ionilor Cu2+. Astfel, în circuitul exterior se generează un curent electric continuu.

Funcţionarea pilei se bazează pe diferenţa de caracter electropozitiv a celor două metale.

PILE GALVANICE

IMAGE CAPTION Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.

Pila Daniell

A fost inventata in anul 1836; nu este utilizata frecvent, dar are o constructie simpla; de aceea vom analiza constructia ei si vom descrie modul in care functioneaza

1. Placa de zinc trimite in solutie ioni de zinc, adica are loc un proces de oxidare; placuta se va incarca temporar negativ; placa de zinc si solutia de sulfat de cupru reprezinta anodul pilei.
(-) Zn – 2e-  Zn +2 oxidare
2. Simultan, ionii de cupru din solutia de sulfat de cupru se vor descarca pe placa de cupru, pozitivand-o temporar; placa de cupru si solutia de sulfat de cupru reprezinta catodul pilei.
(+) Cu+2 + 2e- à Cu reducere
3. Concomitent cu aceste reactii, electronii trec de pe placa de zinc prin conductorul metalic exterior pe placa de cupru si genereaza un curent electric care poate fi masurat cu un galvanometru; ionii SO4-2 trec prin diafragma de la catod la anod.

Pila cu plumb

Acumulatorul cu plumb este o pilă cu electrolit lichid realizat pentru prima oară, în anul 1859, de inginerul francez Gaston Planté.

Construcția acumulatorului cu plumb:
1. Electrodul negativ (anodul) este format dintr-un grătar de plumb cu ochiurile umplute cu plumb spongios.
2. Electrodul pozitiv (catodul) este construit tot dintr-un grătar de plumb cu ochiurile umplute cu dioxid de plumb.
3. Electrozii sunt separați prin plăci de material plastic.
Electrolitul este acid sulfuric de concentrație 38% (cu ρ = 1,29 g/cm3) pentru acumulatorul încărcat.

Pila Leclanché

Pila Leclanché este cea mai utilizată baterie uscată. Ea a fost inventată în 1867 de către chimistul francez George Leclanché.
Elementul Leclanché este o pilă primară, adică o pilă în care curentul electric se produce prin reacții între reactanții care se găsesc în pilă și care nu se pot regenera.

Construcția pilei Leclanché:
1. Anodul este format dintr-un cilindru de zinc.
2. Electrolitul este o pastă din NH4Cl, ZnCl2 și amidon, care se pune în cilindrul de Zn.
3. Catodul este format din grafit înconjurat din MnO2 (depolarizator), fiind așezat în mijlocul cilindrului de Zn.