소개
전기 화학은 화학 에너지와 전기 에너지로의 상호 연결과 관련된 화학 분야이며, 그 반대도 마찬가지입니다. 이러한 전환을 수행하기 위해 다른 유형의 전기 화학 세포가 사용됩니다.
전기 화학 세포는 두 가지 유형이며, 아래에 설명되어 있습니다.
- Galvanic Cell/ Voltaic Cell/ Daniell 세포-이 유형의 전기 화학적 세포에서 자발적 화학 물질은 전류를 생성합니다.
- 전해 세포-이 유형의 전기 화학적 셀에서 전류는 비전자 화학 반응을 유발합니다.
Daniell Cell Construction/작업 -
하나의 비이커에서, 왼쪽에서, Zn 막대는 아연 설페이트 용액에 담그다. 다른 비이커에서, 오른쪽에, Cu 막대는 구리 황산염 용액에 담그다. 두 막대는 전도선을 사용하여 연결됩니다. Zn로드에서 발생한 자발적인 화학 반응에서, Zn은 산화되었다. Zn 이온을 용액에 혼합하고, 전자 (음전하)를 막대에 축적 하였다. 그리고 이러한 전자는 축적되어 Cu 막대로 이동하여 구리 황산염 용액의 감소를 유발합니다. 이 과정은 계속되었고, 전자는 Zn에서 Cu로 흘러 들어가는 반면, 전류는 반대 방향, 즉 Cu에서 Zn으로 흐릅니다.
얼마 후 Daniell Cell에서 문제가 발생했습니다. 왼쪽 절반 세포에서, Zn2+ 이온은 용액에 축적되었지만, 양전하의 농도는 용액에서 증가하고로드의 전자를 자체로 당기기 시작하여 Zn 막대에서 Cu 막대로의 전자의 외부 흐름을 제한했다. 유사하게, 오른쪽 반 세포에서, 설페이트 이온의 농도는 용액에서 증가하여 전자의 내부 흐름을 추가로 제한했다.
.이 문제는 소금 다리를 사용하여 해결되었습니다 . 그것은 한천 --agar 용액에서 KCl, Kno3, K2SO4와 같은 불활성 전해질로 채워진 역 U 자형 튜브입니다. 소금 브리지는 왼쪽 반 셀에 불활성 전해질의 음전하를 제공하고 과도한 양전하를 중화시키는 반면, 오른쪽 절반 셀에 불활성 전해질의 양전하를 제공하고 과도한 음전하를 중화시킵니다. 따라서, 그것은 반 세포의 중립성을 유지하고 전자의 흐름을 허용하여 회로를 완료한다.
소금 브리지에는 전해질이 사용되는 두 가지 조건이 있습니다.
- 비활성이어야합니다. 반 세포의 임의의 이온과 반응하고 침전되지 않아야합니다.
- 전해질의 이온은 좋은 이동성을 가져야합니다.
소금 다리의 기능 :
- 회로를 완성하기 위해 두 개의 반 셀의 솔루션을 연결합니다.
- 두 액체의 접합 사이의 전위차 인 액체 접합 전위를 최소화합니다.
- 지속적인 흐름 또는 전류 생성을 위해 솔루션의 전기 중립성을 유지합니다.
- 소금 브리지가 제거되면 전압이 0으로 떨어집니다.
- 그것은 두 개의 전해 용액의 기계적 혼합을 방지합니다.
Daniell Cell의 표현 -
양극은 왼쪽에 쓰여지고 오른쪽에는 음극이 작성됩니다. 수직선은 두 단계 사이의 접촉을 나타냅니다. 셀의 양극은 금속을 작성한 다음 전해 용액에 존재하는 금속 이온으로 먼저 표현됩니다. 둘 다 수직선으로 분리됩니다. 어금니 농도는 이온의 공식 이후 괄호로 작성됩니다.
전해 세포 -
다른 유형의 전기 화학적 세포는 전해 세포입니다. 이들 세포는 전기 화학 세포의 반대이다. 여기서 전류는 화학 반응을 수행하는 데 사용됩니다.
전해 용액을 운반하는 용기에서는 양극과 음극이 배터리를 사용하여 부착됩니다. 양극은 배터리의 양의 절반에 연결되는 반면, 캐소드는 배터리의 음의 절반에 연결됩니다. 전류를 공급할 때, 이온은 반대 극성의 전극을 향해 이동하고 산화 및 환원을 겪습니다. 여기서는 양극이 긍정적으로 하전되므로 감소가 이루어집니다. 음극은 음으로 하전되고 산화가 발생합니다. 전해 세포에서 발생하는 산화 환원 반응은 자발적이지 않으며 전류가 공급 될 때만 발생합니다.
결론
전기 화학 세포와 그 유형은 화학 산업과 일상 생활에서 필수적입니다. 원격 컨트롤러, 시계 등에 사용되는 배터리가 한 예입니다. 갈바닉 세포는 자발적인 화학 반응에 의해 생성 된 에너지를 사용하여 전류를 생산하는 반면, 전해 세포에서 공급 된 전류는 비전자 반응을 용이하게한다.
