전기 화학 셀이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?
전기 화학적 세포는 내부에서 발생하는 화학 반응으로부터 전기 에너지를 생성하거나 공급되는 전기 에너지를 사용하여 내부에서 발생하는 화학 반응을 용이하게 할 수있는 장치입니다. 본질적으로, 이들 장치는 화학 에너지를 전기 에너지 또는 다른 방식으로 변환 할 수있는 능력을 갖는다. 예를 들어, 텔레비전 리모컨 및 시계와 같은 수많은 전기 장비에 전력을 공급하는 데 사용되는 정상 1.5 볼트 셀은 전기 화학 셀의 인기있는 예입니다.
갈바닉 세포와 볼타 세포는 내에서 발생하는 화학적 사건의 결과로 전류를 생성 할 수있는 세포를 설명하는 데 사용되는 두 가지 용어이다. 반면에 전해 세포는 전류를 통해 전류가 전달 될 때 화학 반응이 그 안에서 발생하도록 유도하는 세포입니다.
.전기 화학적 세포
- 이 절반 세포는 소금 다리에 의해 연결되어 있으며, 이들 사이의 이온 통신을위한 플랫폼 역할을하면서 서로 혼합하지 못하게합니다. 소금 다리는 질산 칼륨 또는 염화나트륨 용액에 담긴 여과지 조각입니다.
- 전기 화학적 세포가 두 개의 반쪽으로 분할되면, 반쪽 중 하나는 산화의 결과로 전자를 잃고, 다른 하나는 감소의 결과로 전자를받습니다. 명심해야 할 한 가지는 평형 반응이 절반 세포 모두에서 발생하며 평형에 도달하면 순 전압이 0으로 떨어지고 세포가 전기를 생산한다는 것입니다.
3.) 전해질과 접촉하는 전극의 전극 전위는 전해질과 접촉 할 때 전자가 전자를 잃거나 얻는 경향을 설명한다. 이러한 전위의 값은 이러한 전위의 값으로부터 전체 세포 전위를 예측하는 데 사용될 수 있습니다. 대부분의 경우, 전극 전위는 표준 수소 전극을 사용하여 측정되며, 이는 측정을위한 기준 전극 (알려진 전위의 전극)으로 작용합니다.
.1 차 및 2 차 세포는 두 가지 유형의 세포입니다.
1 차 세포 : 본질적으로 사용되고 폐기되는 갈바닉 세포입니다. 전기 화학 반응이 이들 세포에서 발생하는 것은 자연에서 돌이킬 수 없다. 따라서 반응물은 전기 에너지를 생성하기 위해 배출되며, 반응물이 자신의 필수 필수품으로 소진 된 후 세포는 전류를 생성하는 것을 중단한다.
.2 차 세포 : (충전식 배터리라고도 함)는 가역적 반응을 가진 전기 화학적 세포이며, 이는 갈바니와 전해 세포 모두로 작동 할 수 있음을 의미합니다.
2 차 세포 (충전식 배터리라고도 함)는 반응이 가역적 인 전기 화학적 세포입니다.
일반적으로, 대부분의 주요 배터리 (직렬로 연결된 많은 셀, 병렬 또는이 둘의 조합으로 구성)는 비효율적이고 환경 적으로 손상된 기술로 간주됩니다. 이는 생산 공정이 포함 된 에너지의 약 50 배를 소비하기 때문입니다. 그 안에는 몇 가지 유해한 금속이 있으므로 위험 폐기물로 분류됩니다.
전기 화학 세포는 다음 범주로 분류됩니다.
전기 화학 반응에 사용되는 세포는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
- Galvanic 세포
2. 전해 셀
갈바닉 셀 :-
화학 전위 에너지를 전기 전위 에너지로 변환하기 위해 갈바닉 세포는 서로 연결된 2 개의 반 셀로 구성됩니다. 자발적인 화학 반응의 결과로 발생합니다. 갈바닉 세포는 2 개의 반 세포로 구성되며, 각각의 반 세포는 전해질에 잠긴 전극을 함유한다. 환원 반응과 산화 반응 사이의 전위차를 생성함으로써, 두 반응 사이의 직접적인 화학적 접촉이 발생하여 발생하는 것이 가능하다. 산화 반응 동안, 전자는 환경으로 방출 된 다음 환원 반응에 의해 사용되기 전에 외부 회로를 통과한다.
.갈바닉 세포의 작업 :-
갈바닉 세포는 비교적 간단한 방식으로 작동합니다. 전기 에너지가 최종 결과로 사용 가능한 형태로 전환 될 수있는 화학 반응을 수반합니다. 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해 갈바닉 세포는 산화 환원 반응 동안 발생하는 전자 사이의 에너지 전달을 사용합니다. 다음은 캐소드와 양극의 다니엘 세포 (Galvanic Cell)에서 발생하는 반응입니다.
캐소드 :Cu²u + 2e⁻ → Cu
양극 :Zn → zn²⁺ + 2e⁻
갈바닉 세포는 산화 및 환원주기를 통해 전자의 흐름을 분리하는 능력을 가지고있어 반 반응을 일으켜 와이어를 가로 지르는 전자 흐름을위한 경로를 만들기 위해 반 반응을 일으키고 와이어에 연결합니다. 갈바닉 세포는 산화 및 환원주기를 통해 전자의 흐름을 분리하는 데 사용되는 전기 화학적 세포의 한 유형입니다. 이러한 유형의 전자 이동은 대부분의 경우 전류라고합니다. 이러한 전류는 회로를 완성하고 시계, 텔레비전 또는 기타 전자 장치와 같은 모든 장치에서 출력을 받기 위해 와이어를 통과하도록 만들어 질 수 있습니다.
.전해 세포 :-
전해 세포는 전자의 흐름 외에도 소금 교량, 2 개의 전극 및 양극에서 음극으로의 전자 흐름이 필요하다는 점에서 갈바닉 세포와 매우 유사합니다. 그럼에도 불구하고 두 전극은 다양한 방식으로 서로 구별 할 수 있습니다. 무엇보다도 전해 세포는 전기 에너지를 화학 에너지로 전달하기 때문에
전해 세포의 작업 :-
용융 염화나트륨의 전기 분해 (해리 된 Na+ 양이온 및 Cl- 음이온을 함유 함)는 전기 분해 세포의 도움으로 달성 될 수 있습니다.
아래 그림에서, 2 개의 불활성 전극이 염화 염화 나트륨에 담그고 공정을 입증한다. 전류가 캐소드를 통과하여 음전하가 발생하면 음극에 전자가 풍부 해집니다. 그것은 양으로 하전 된 나트륨 이온 (Na+)에 의해 음으로 하전 된 음극에 끌린다.
염소 원자는 음극에 끌리며 양으로 하전됩니다. 결과적으로, 염소 가스는 전기 화학적 세포의 양극에 형성된다. 다음은 화학 방정식과 전체 세포 반응입니다.
캐소드 :Na⁻+E⁺ → Na x 2
양극 :2Cl⁻ → Cl2 + 2e⁻
세포 반응 :2NACL → 2NA + Cl₂
결론
전기 화학 세포는 화학 공정에서 전기 에너지를 생산하거나 전기 에너지를 사용하여 화학 반응을 일으킬 수있는 장치입니다. 전형적인 갈바닉 세포는 일반적인 소비자 사용을위한 1.5 볼트 셀을 포함하며, 이는 인기있는 예입니다.
전기 화학 세포는 전기 에너지를 생산할 수 있으며,이를 화학 에너지를 생산하는 데 사용할 수 있습니다.
갈바니 또는 볼타 세포, 전해 세포, 연료 전지, 충전 가능 및 비 응원성 세포는 다양한 유형의 전기 화학적 세포입니다.
갈바닉 세포는 세포 내에 포함 된 화학 물질에 의해 생성 된 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생성합니다. 이 배터리는 재충전 할 수 있습니다.
