إن الخلية الجلفانية أو خلية فولطية ، تحمل اسم لويجي جالفاني أو أليساندرو فولتا ، على التوالي ، هي خلية كهروكيميائية تستمد الطاقة الكهربائية من تفاعلات الأكسدة والاختزال التلقائي الذي تحدث داخل الخلية . تتكون بشكل عام من معادن مختلفة مغمورة في المنحل بالكهرباء ، أو من خلايا نصف فردية ذات معادن مختلفة وأيوناتها في محلول متصلة بواسطة جسر من ملح أو مفصولة بواسطة غشاء مسامي . ك
ان فولتا هو مخترع البطارية الفولتية ، أول كهرباء من خلال البطارية . في الاستخدام الشائع ، أصبحت كلمة “البطارية” تشمل خلية جلفانية واحدة ، لكن البطارية تتكون بشكل صحيح من خلايا متعددة .
اسباب تسمية الخلايا الجلفانية وتاريخ انشائها
في عام 1780 ، اكتشف لويجي جالفاني أنه عندما يكون هناك معدنان مختلفان (مثل النحاس والزنك) على اتصال وبعد ذلك في نفس الوقت إلى جزأين مختلفين من عضلة ساق الضفدع ، لإغلاق الدائرة ، تتقلص ساق الضفدع . ودعا هذا “الكهرباء الحيوان” . كانت ساق الضفدع ، فضلاً عن كونه مكشاف للتيار الكهربائي ، هي أيضًا المنحل بالكهرباء (لاستخدام لغة الكيمياء الحديثة) . بعد عام من نشر جالفاني عمله (1790) ، أظهر أليساندرو فولتا أن الضفدع لم يكن ضروريًا ، وذلك باستخدام بدلا من ذلك كاشف قائم على القوة وورق مملوء بالمحلول الملحي (كما بالكهرباء) .
(في وقت سابق فولتا قد وضعت قانون السعة مع أجهزة الكشف عن القوة) . في عام 1799 اخترع فولتا البطارية الفولطية ، وهي بطارية من الخلايا الجلفانية تتكون كل منها من قرص معدني ، وطبقة بالكهرباء ، وقرص من معدن مختلف . قام ببناءها بالكامل من مواد غير بيولوجية لتحدي نظرية جالفاني (ونظيره في وقت لاحق ليوبولدو نوبيلي) في نظرية الكهرباء الحيوانية لصالح نظريته الخاصة بالكهرباء المعدنية في مجال التلامس . بدوره قام كارلو ماتيوتشي بتصنيع بطارية من المواد البيولوجية بالكامل استجابة لفولتا. يتميز عرض الكهرباء المتصل في فولتا لكل قطب برقم نسميه الآن وظيفة عمل القطب . تجاهل هذا المنظر التفاعلات الكيميائية في واجهات الإلكتروليت والكهرباء ، والتي تشمل تشكيل الهيدروجين على المعدن النبيل في كومة فولتا .
الوصف الأساسي للخلايا الجلفانية
في أبسط أشكاله ، تتكون نصف الخلية من معدن صلب (يُسمى القطب الكهربائي) مغمور في محلول يحتوي المحلول على الكاتيونات (+) من المعدن الكهربائي والأنيونات (-) لموازنة شحنة الكاتيونات . تتكون الخلية الكاملة من خليتين نصفيتين ، عادة ما يتم توصيلهما بواسطة غشاء نصف نافذ أو بجسر ملح يمنع أيونات المعدن الأكثر نبلًا من الطلاء في القطب الآخر . مثال محدد هو خلية دانييل ، مع نصف خلايا الزنك (الزنك) التي تحتوي على محلول من (كبريتات الزنك) وخلية نصف النحاس التي تحتوي على محلول (كبريتات النحاس) . يستخدم جسر الملح هنا لإكمال الدائرة الكهربائية
النتائج التي حدثت من خلال تجربة الخلايا الجلفانية
إذا قام موصل كهربائي خارجي بتوصيل أقطاب النحاس والزنك ، يذوب الزنك من قطب الزنك في المحلول مثل أيونات Zn2 + (الأكسدة) ، محررًا الإلكترونات التي تدخل الموصل الخارجي . للتعويض عن زيادة تركيز أيون الزنك ، تترك أيونات الزنك عبر الجسر المالحي وتدخل الأنيونات في خلية الزنك النصفية . في نصف الخلية النحاسية ، تصفيح أيونات النحاس إلى القطب النحاسي (الاختزال) ، وتتناول الإلكترونات التي تترك الموصل الخارجي .
في المقابل القطب الكهربائي الزنك هو الأنود بالإضافة إلى ذلك ، تتدفق الإلكترونات عبر الموصل الخارجي ، وهو التطبيق الأساسي للخلية الجلفانية . وكما نوقش في إطار جهد الخلية فإن اختلاف إمكانات نصف الخلية ، وهو مقياس لسهولة الذوبان النسبي . من القطبين في المنحل بالكهرباء . يعتمد على كل من الأقطاب الكهربائية وعلى المنحل بالكهرباء ، وهذا مؤشر على أن emf هو مادة كيميائية بطبيعتها .
ان فولتا هو مخترع البطارية الفولتية ، أول كهرباء من خلال البطارية . في الاستخدام الشائع ، أصبحت كلمة “البطارية” تشمل خلية جلفانية واحدة ، لكن البطارية تتكون بشكل صحيح من خلايا متعددة .
اسباب تسمية الخلايا الجلفانية وتاريخ انشائها
في عام 1780 ، اكتشف لويجي جالفاني أنه عندما يكون هناك معدنان مختلفان (مثل النحاس والزنك) على اتصال وبعد ذلك في نفس الوقت إلى جزأين مختلفين من عضلة ساق الضفدع ، لإغلاق الدائرة ، تتقلص ساق الضفدع . ودعا هذا “الكهرباء الحيوان” . كانت ساق الضفدع ، فضلاً عن كونه مكشاف للتيار الكهربائي ، هي أيضًا المنحل بالكهرباء (لاستخدام لغة الكيمياء الحديثة) . بعد عام من نشر جالفاني عمله (1790) ، أظهر أليساندرو فولتا أن الضفدع لم يكن ضروريًا ، وذلك باستخدام بدلا من ذلك كاشف قائم على القوة وورق مملوء بالمحلول الملحي (كما بالكهرباء) .
(في وقت سابق فولتا قد وضعت قانون السعة مع أجهزة الكشف عن القوة) . في عام 1799 اخترع فولتا البطارية الفولطية ، وهي بطارية من الخلايا الجلفانية تتكون كل منها من قرص معدني ، وطبقة بالكهرباء ، وقرص من معدن مختلف . قام ببناءها بالكامل من مواد غير بيولوجية لتحدي نظرية جالفاني (ونظيره في وقت لاحق ليوبولدو نوبيلي) في نظرية الكهرباء الحيوانية لصالح نظريته الخاصة بالكهرباء المعدنية في مجال التلامس . بدوره قام كارلو ماتيوتشي بتصنيع بطارية من المواد البيولوجية بالكامل استجابة لفولتا. يتميز عرض الكهرباء المتصل في فولتا لكل قطب برقم نسميه الآن وظيفة عمل القطب . تجاهل هذا المنظر التفاعلات الكيميائية في واجهات الإلكتروليت والكهرباء ، والتي تشمل تشكيل الهيدروجين على المعدن النبيل في كومة فولتا .
الوصف الأساسي للخلايا الجلفانية
في أبسط أشكاله ، تتكون نصف الخلية من معدن صلب (يُسمى القطب الكهربائي) مغمور في محلول يحتوي المحلول على الكاتيونات (+) من المعدن الكهربائي والأنيونات (-) لموازنة شحنة الكاتيونات . تتكون الخلية الكاملة من خليتين نصفيتين ، عادة ما يتم توصيلهما بواسطة غشاء نصف نافذ أو بجسر ملح يمنع أيونات المعدن الأكثر نبلًا من الطلاء في القطب الآخر . مثال محدد هو خلية دانييل ، مع نصف خلايا الزنك (الزنك) التي تحتوي على محلول من (كبريتات الزنك) وخلية نصف النحاس التي تحتوي على محلول (كبريتات النحاس) . يستخدم جسر الملح هنا لإكمال الدائرة الكهربائية
النتائج التي حدثت من خلال تجربة الخلايا الجلفانية
إذا قام موصل كهربائي خارجي بتوصيل أقطاب النحاس والزنك ، يذوب الزنك من قطب الزنك في المحلول مثل أيونات Zn2 + (الأكسدة) ، محررًا الإلكترونات التي تدخل الموصل الخارجي . للتعويض عن زيادة تركيز أيون الزنك ، تترك أيونات الزنك عبر الجسر المالحي وتدخل الأنيونات في خلية الزنك النصفية . في نصف الخلية النحاسية ، تصفيح أيونات النحاس إلى القطب النحاسي (الاختزال) ، وتتناول الإلكترونات التي تترك الموصل الخارجي .
في المقابل القطب الكهربائي الزنك هو الأنود بالإضافة إلى ذلك ، تتدفق الإلكترونات عبر الموصل الخارجي ، وهو التطبيق الأساسي للخلية الجلفانية . وكما نوقش في إطار جهد الخلية فإن اختلاف إمكانات نصف الخلية ، وهو مقياس لسهولة الذوبان النسبي . من القطبين في المنحل بالكهرباء . يعتمد على كل من الأقطاب الكهربائية وعلى المنحل بالكهرباء ، وهذا مؤشر على أن emf هو مادة كيميائية بطبيعتها .
