מהי ערימה?

סוֹלְלָה הוא מכשיר בו מופק זרם חשמלי מאנרגיה כימית המגיעה מ תגובת חמצוןכלומר, מין אחד של המגיב מאבד אלקטרונים (חמצון), בעוד שמין אחר צובר אלקטרונים (הפחתה).

ראה ייצוגים של תגובות החמצון וההפחתה המתרחשות בכל ערימה:

• חִמצוּן: X → ו- + X⁺

המינים X מאבדים אלקטרון והופכים לקטיון.

• צִמצוּם: י^- + ו- → Y

אניון ה- Y^- צובר אלקטרונים והופך למין Y ניטראלי.

רכיבים בסיסיים של ערימה

המרכיבים הבסיסיים של ערימה הם:

• אנודה: אלקטרודה שלילית בה מתרחשת תגובת החמצון, כלומר אובדן אלקטרונים;

• קתודה: אלקטרודה חיובית בה מתרחשת תגובת ההפחתה, כלומר רווח אלקטרונים;

• תמיסה אלקטרוליטית (גשר מלח) או חומר מוליך (כגון מוט גרפיט): הוא האמצעי שבו אלקטרונים שמוותרים על ידי האנודה מגיעים לקתודה.

יסודות כיצד סוללה עובדת

התפקוד של ערימה מתרחש מהאירועים הבאים:

• עיקרון ראשון: חמצון אנודה

המתכת באנודה, מכיוון שיש לה נטייה גדולה יותר לאבד אלקטרונים, הופכת לקטיון, כפי שנצפה במשוואה שלהלן:

Zn → Zn²⁺ + 2 ו

• עיקרון שני: הפחתת קתודה

הקטיונים שהם חלק מהחומר הקיים בקתודה (נשתמש בנחושת כדוגמה), בעת קבלתם האלקטרונים מהאנודה הופכים לנחושת מתכתית, כפי שאנו רואים במשוואה לִגעוֹת:

תַחַת²⁺ + 2e → Cu

ערימות ראשונות

א) הסוללה של אלסנדרו וולטה

ערימת הגב של אלסנדרו (הערימה הראשונה בהיסטוריה), שהורכבה בשנת 1800, נוצרה על ידי דיסקי מתכת מחוברים, כמו בתמונה למטה:

הרכבה דומה לגב של אלסנדרו לערמה שלך

הדיסקים שזורים זה בזה מכיוון שהיה להם הרכב אחר. האחד עשוי מתכת אבץ, והשני עשוי נחושת, כשהוא מופרד תמיד על ידי כותנה שהושרתה בתמלחת (תמיסה שנוצרה על ידי מים ומלח).

ב) ערימתו של דניאל

ערימתו של דניאל, שהורכבה בשנת 1836, הייתה מורכבת משני תאי חצי מחוברים באמצעות חוט מוליך וגשר מלח.

• חצי תא 1: זו הייתה האנודה, כלומר הקוטב השלילי של הסוללה.

הוא הורכב מלוח אבץ, וחלק מלוח זה הושרה בתמיסה שנוצרה על ידי מים ואבץ גופרתי (ZnSO₄).

• חצי תא 2: זו הייתה הקתודה, כלומר הקוטב החיובי של הסוללה.

היא הורכבה מלוחית נחושת, וחלק מלוח זה הושרה בתמיסה שנוצרה על ידי מים וגופרית נחושת (CuSO₄).

• גשר מלח

צינור בצורת U שהכיל תמיסה שנוצרה על ידי מים ואשלגן כלורי (KCl), שחיבר בין שני תאי החצי (אבץ ונחושת) ובשני קצותיו היה צמר זכוכית.

כרגע סוללות

נכון לעכשיו ישנם כמה דגמי ערימות, אך באופן כללי הם נראים כך:

סכמטי המייצג את המודל של ערימה נוכחית

הדגמים הנפוצים ביותר הם מה שמכונה סוללת לקלאנצה (Leclanché) והסוללה האלקליין, שההבדלים הבאים הם:

ה) ערימת לקנש

• יש לו אנודה שנוצרת על ידי אבץ מתכתי;

• יש לו קתודה שנוצרת על ידי משחה עם אמוניום כלורי, מים, עמילן ודו תחמוצת המנגן;

• יש לה פס גרפיט המשמש כמוליך לאלקטרונים היוצאים מהקתודה לכיוון האנודה.

ב) סוללת אלקליין

• יש לו אנודה שנוצרת על ידי אבץ מתכתי או קדמיום;

• יש לו קתודה שנוצרת על ידי תחמוצת כספית, תחמוצת ניקל ויוד;

• עליו להיות בסיס מעורב בחומר המרכיב את הקתודה.

על ידי. דיוגו לופס דיאס

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-pilha.htm