شیمی و آزمایشهای آن

دستگاهی که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند پیل الکتروشیمیایی نام دارد.هر پیل دارای دو نیم پیل است.هر نیم پیل از یک تیغه فلزی در محلول نمک آن فلز تشکیل شده است.

تیغه فلزی را الکترود و محلول نمک را الکترولیت می نامند.

دو نیم پیل به وسیله پل نمکی به هم مرتبط اند.پل نمکی لوله ای است به شکل U که از پتاسیم کلرید،پتاسیم نیترات و یا آمونیوم پر شده است.نقش پل نمکی،انتقال یونها و متعادل کردن محلولها می باشد.

آند الکترودی است که از طریق اکسایش الکترون از آن آزاد می شود و معمولا در طرف چپ پیل قرار دارد.

کاتد الکترودی است که الکترون به سوی آن می رود و کاهش در آن انجام می شود و معمولا در طرف راست پیل قرار می گیرد.

در پیل الکتروشیمیایی،الکترودی که پتانسیل کاهش (E⁰) آن کمتر باشد آند یعنی قطب منفی و الکترودی که (E⁰) آن بیشتر باشد کاتد یعنی قطب مثبت است،یعنی دائما از وزن آند کاسته می شود و به وزن کاتد افزوده می شود.در اصل آند دائم خورده می شود.

اختلاف پتانسیل بین الکترودهای یک پیل را نیروی محرکه می نامند:

                                                         _آند E  -_کاتد E=_پیل E

* هر گاه  ۰>_پیل E باشد واکنش در پیل انجام نمی پذیرد.

روش کار

بشری را تا حدود ۲.۳ از سولفات روی پر کرده و یک تیغه روی در آن قرار می دهیم،به نحوی که سر آن کمی خارج از محلول قرار بگیرد.در بشر دوم نیز تا حدود ۲.۳ سولفات مس ریخته و تیغه مس را در آن قرار میدهیم بطوریکه سر تیغه کمی بیرون از محلول قرار گیرد.

مطابق شکل زیر سر تیغه ها را به وسیله سیم رابط به آمپرمتر وصل می کنیم.لوله U شکل پر شده از پتاسیم نیترات یا پتاسیم کلرید را در دستگاه مطابق شکل قرار می دهیم.

در پیل الکتروشیمیایی زیر که از نوع پیل روی - مس می باشد،جهت جریان،آند،کاتد و اختلاف پتانسیل بین دو الکترود مشخص شده اند.

* در شکل بالا جهت جریان از آند به سمت کاتد می باشد.

* Zn  ← آند می باشد که اکسایش در آن انجام می پذیرد.

* Cu  ← کاتد می باشد و کاهش در درون آن انجام می گیرد.

* اختلاف پتانسیل بین دو نیم سلول(_پیلE)  ← (_آندE  -_کاتدE )