Sistemele in care energia chimica se transforma in energie electrica se numesc
pile electric. g7j23jf
Experimental s-a constatat inca din anul 1800 ca reactiile redox permit transformarea
energiei chimice in energie elcrica. Dispozitivul in care se petrece aceasta
transformarea se numeste element galvanic. In principiu functionarea unui element
galvanic se datoreaza traditiei diferite a metalelor de a se transforma in ioni
pozitivi.
La cei doi electrozi si pile electrice au loc reactii redox:
- la catod (polul pozitiv) se produc reactii de reducere a ionilor metalici
in solutie:
- in anod (polul negativ) se produc reactii de oxidare.
Analogia cu reactiile redox de la electrozii celuleor electrolitice este perfecta;
deosebirea consta in faptul ca polul pozitiv este anodul iar catodul este negativ.
Pila Volta este alcatuita din doi electrozi de Zn si Cu solutie de H2SO4
( - ) Zn / H2SO4 /Cu ( + ) sau ( - ) Zn / Zn2+ , SO42- / Cu ( + )
La electrodul ( - ) are loc reactia : Zn ® Zn2+ + 2e- iar la electrodul
( + ) au loc ractiile:
2H+ + 2e- = 2H
2H ® H2
Reactia totala este: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
In cazul de mai sus pila da curent electric prin solubilitatea Zn, care devine
anod, si degajarea hidrogenului din catod.
Experimente:
1. Sa se construiesc montajul simplu indicat in fugura de mai jos. Pentru aceasta
se utilizeaza 2 pahare Berzelius. Cu ajutorul unui fir metalic se realizeaza
legatuara intre bara de cupru si cea de zinc. In circuitul acesta aducem un
voltmetru sau un alt consummator si un intrerupator I. Ca sa facem o legatura
intre cele doua pahare folosim un tub in forma de U indoit de doua ori in unghi
drept in care s-a introdus solutie saturata a unei sari (KCl, NH4NO3, NaNO3).
Capetele tubului sunt astupate cu hartie de filtru sau vata. Acest tub se numeste
punte de sare. In locul acestui tub se poate folosi si o hartie de filtru imbibata
cu sarurile mentionate mai sus.
Observatie: La inchiderea circuitului se observa de deviatia a acului voltmetrului,
deci se sesizeaza prezenta unei diferente de potential.
Dupa cum am constatat experimental, zincul are tendinta de a trimite ioni in
solutie, iar cuprul de a se depune. Ecuatiile care iau loc in semicelule sunt:
Zn ® Zn2+ + 2e- (oxidare)
Cu2+ + 2e- ® Cu (reducere)
In circuitul exterior curentul circula de la zinc la cupru deoarece zincul este
electrodul negativ si cuprul cel pozitiv. Figura de mai jos modeleaza procesele
ce au loc in celula galvanica dupa un timp.
Zn2+ si cationic din puntea (Na+)
Cu2+
Anioni
Fiecare celula galvanica sau pila poate fi reprezentata astfel:
Zn | Zn2+ | | Cu2+ | Cu unde prin linia simpla se marcheaza limita de separare lichid solid, iar prin
linia dubla se noteaza punte de sare. Prin conventie se scrie prima celula in
care are loc oxidarea.
