پیل الکتروشیمیایی

پیل الکتروشیمیایی پیلی است که در آن در اثر واکنش شیمیایی، جریان الکتریکی تولید می‌شود یا واکنشی شیمیایی بوسیله انرژی الکتریکی انجام می‌شود. باتری های 5/1 ولت معمولی نمونه ‌ای از یک پیل الکتروشیمیایی ‌اند. (گرچه که به بیان درست‌تر یک پیل گالوانیک اند.)

هنگامی که چراغ قوه را روشن کنید یا برای روشن شدن خودرو استارت می ‌زنید از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنید. این انرژی توسط دسته‌ای از واکنش های شیمیایی فراهم می‌شود که در باتری [TE1]  ها روی می دهد. مطالعه شیمی باتریها و مباحثی چون برقکافت، آبکاری، فلز گری و از همه مهم تر خوردگی که در چالش برانگیز ترین مسأله در جوامع صنعتی امروز به شمار می‌آید همگی در نتیجه واکنش های الکتروشیمیای مطرح می‌شوند.

ساختار:

پیل الکتروشیمیایی چهار بخش دارد:

آند: که در آن واکنش آندی رخ می‌دهد.

کاتد: که در آن واکنش کاتدی رخ می‌دهد. کاتد بخشی از سطح است که هدایت الکتریکی‌ اش بالا باشد وقابلیت انجام واکنش آن بالا باشد. برای مثال در چدن خاکستری، گرافیت های سطح، کاتداند.

الکترولیت: که برای رخ دادن واکنش بین آند و کاتد است و باید هدایت الکتریکی‌ اش بالا باشد. الکترولیت می‌تواند محلول 0.0001 نمک خوراکی یا محلول نمکین آب دریا باشد.

پل: که بین آند و کاتد اتصال الکتریکی برای جابجایی الکترون برقرار می‌کند.

در پیل الکتروشیمیایی بایستی سرعت زایش و گیرش الکتر ون برابر باشد.

پیل های الکتروشیمیایی بطور قرار دادی به دو نوع پیل گالوانیک (ولتایی) و الکترولیزی تقسیم می‌شوند:

یک پیل الکتروشیمیایی که بر اثر انجام واکنش خود به خودی داخل آن تولید الکتریسیته نماید، پیل گالوانیک نامیده می شود، یک پیل الکتروشیمیایی که از الکتریسیته یک منبع خارجی برای انجام واکنش غیرخود به خودی در داخل آن استفاده شود، پیل الکترولیتی نامیده می شود.

واکنش اکسایش - کاهش از دو نیم واکنش تشکیل یافته است:

نیم واکنشی که در آن واکنش گر الکترون از دست می‌دهد نیم واکنش اکسید است و در آند رخ می ‌دهد و واکنش گر را کاهنده یا احیا کننده می‌نامند. نیم واکنشی که در آن واکنش گر الکترون می‌گیرد، نیم واکنش احیا یا کاهش می ‌باشد و در کاتد رخ می‌دهد و واکنش گر را اکسید کننده یا اکسنده می‌نامند.

کاربردها

از پیل های الکتروشیمیایی می‌توان در موارد زیر استفاده نمود:

تعیین PH  محیط واکنش و ثابت تعادل واکنش

در صنعت نانو برای رسوب گیری مواد بر روی الکترودها

در ساخت و کاربرد حس گرها مورد استفاده در تشخیص و اندازه گیری گونه ‌های زیستی یعنی زیست حس گرها

در صنعت پزشکی برای رسم الکتروکار دیاگرام

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه: نسیم گنجی منش

تنظیم: اعظم اژدری

مطالب مرتبط:

انواع باتری ها

مولتی متر وسیله ای پرکاربرد در پروژها

مقاومت الکتریکی وسیله ای پرکاربرد در پروژها