Video: Chimica Generale (Funzionamento della pila di Daniell - celle galvaniche) Lezione 93 2025
Hai mai mescolato aceto con bicarbonato di sodio per creare un vulcano per un progetto di fiera della scienza? Il gorgoglio che vedi è il risultato di una reazione chimica. Questa reazione è molto simile a come funzionano le batterie. La reazione, tuttavia, si verifica all'interno di una batteria, nascosta alla vista dalla custodia della batteria. Questa reazione è ciò che crea l'energia elettrica che la batteria fornisce ai circuiti.
Una batteria tipica, come una batteria AA o C, ha una custodia o un contenitore. Modellato all'interno del caso è una miscela catodo, che è terra diossido di manganese e conduttori che trasportano una carica elettrica naturale. Un separatore viene dopo. Questa carta impedisce al catodo di entrare in contatto con l'anodo, che trasporta la carica negativa. L'anodo e l'elettrolita (idrossido di potassio) si trovano all'interno di ciascuna batteria. Un perno, tipicamente in ottone, costituisce il collettore di corrente negativo e si trova al centro del vano batteria.
Ogni batteria ha una cella che contiene tre componenti: due elettrodi e un elettrolita tra di loro. L'elettrolita è una soluzione di idrossido di potassio in acqua. L'elettrolita è il mezzo per il movimento degli ioni all'interno della cellula e trasporta la corrente iconica all'interno della batteria.
I terminali positivo e negativo di una batteria sono collegati a due diversi tipi di piastre metalliche, noti come elettrodi, che sono immersi in sostanze chimiche all'interno della batteria. Le sostanze chimiche reagiscono con i metalli, causando l'accumulo di elettroni in eccesso sull'elettrodo negativo (la piastra metallica collegata al terminale negativo della batteria) e producendo una carenza di elettroni sull'elettrodo positivo (la piastra metallica collegata al terminale positivo della batteria).
Le torce elettriche o le batterie più piccole, generalmente contrassegnate con A, AA, C o D, hanno i terminali incorporati all'estremità delle batterie. Ecco perché il comparto della batteria della tua torcia presenta un segno + e un segno, rendendo più semplice l'installazione delle batterie nella direzione corretta. Le batterie più grandi, come quelle di un'auto, hanno terminali che si estendono dalla batteria. (Sembrano in genere grandi cime a vite.)
La differenza nel numero di elettroni tra i terminali positivo e negativo crea la forza nota come tensione. Questa forza vuole uniformare le squadre, per così dire, spingendo gli elettroni in eccesso dall'elettrodo negativo all'elettrodo positivo. Ma i prodotti chimici all'interno della batteria si comportano come un blocco stradale e impediscono agli elettroni di viaggiare tra gli elettrodi. Se c'è un percorso alternativo che consente agli elettroni di viaggiare liberamente dall'elettrodo negativo all'elettrodo positivo, la forza (tensione) riuscirà a spingere gli elettroni lungo quel percorso.
Quando si collega una batteria a un circuito, si fornisce quel percorso alternativo per gli elettroni da seguire.Quindi gli elettroni in eccesso scorrono dalla batteria attraverso il terminale negativo, attraverso il circuito, e di nuovo nella batteria attraverso il terminale positivo. Quel flusso di elettroni è la corrente elettrica che fornisce energia al tuo circuito.
Quando gli elettrodi sono collegati tramite un circuito, ad esempio i terminali all'interno di una torcia o quelli nel veicolo, i componenti chimici dell'elettrolito iniziano a reagire.
Mentre gli elettroni fluiscono attraverso un circuito, le sostanze chimiche all'interno della batteria continuano a reagire con i metalli, gli elettroni in eccesso continuano a crescere sull'elettrodo negativo, e gli elettroni continuano a fluire per cercare di uniformare le cose - finché c'è un percorso completo per la corrente. Se si mantiene la batteria collegata in un circuito per un lungo periodo, alla fine tutti i prodotti chimici all'interno della batteria sono esauriti e la batteria si spegne (non fornisce più energia elettrica).
L'elettrolita ossida lo zinco motorizzato dell'anodo. La miscela di biossido di manganese / carbone del catodo reagisce con lo zinco ossidato per produrre elettricità. L'interazione tra lo zinco e l'elettrolito produce gradualmente rallentare l'azione della cellula e diminuisce la sua tensione.
Il collettore è un perno di ottone nel mezzo della cella che conduce elettricità al circuito esterno.
Si noti che i due elettrodi in ogni batteria sono costituiti da due materiali diversi, entrambi devono essere conduttori elettrici. Uno dei materiali fornisce gli elettroni e l'altro li riceve, il che rende il flusso di corrente.
