Ogniwo Volty

Rysunki z pracy Volty przedstawiające baterie (stosy) ogniw. Naczynia końcowe służą do sprawdzania napięcia przez zanurzenie rąk.
Stos Volty

Ogniwo Voltyogniwo galwaniczne, w którym elektrodami są płytki cynkowa i miedziana, zanurzone w wodnym roztworze kwasu siarkowego[1].

HistoriaEdytuj

 
Ogniwo Volty

Konstrukcja ogniwa Volty jest przypisywana włoskiemu fizykowi Alessandrowi Volcie, który w 1800 roku opisał skonstruowane przez siebie pierwsze ogniwo elektryczne[2]. Pierwotna konstrukcja składała się z szeregu filiżanek, w których w roztworze soli umieszczone były po dwie blaszki z różnych metali. Końcowe pojemniki miały tylko jedną blaszkę. Volta sprawdzał „siłę” zbudowanej baterii przez wrażenie, jakie odczuwał po zanurzeniu rąk w skrajnych naczyniach. Prowadził eksperymenty z różnymi metalami, zauważył, że najsilniejszy efekt uzyskuje stosując jako jedną elektrodę miedź lub srebro, a jako drugą cynk. Skonstruował też urządzenie znane później jako „stos Volty”, w którym filiżanki zostały zastąpione przekładkami z kartonu nasączonego słoną wodą[3][4].

Zasada działaniaEdytuj

Siła elektromotoryczna ogniwa wynosi około 0,76 V. Obwód zamknięty: (–) Zn | H2SO4 | Cu (+).

Kwas siarkowy w roztworze wodnym ulega dysocjacji elektrolitycznej:

H2SO4 + 2H2O ⇌ 2H3O+ + SO2−4.

Na elektrodzie cynkowej zachodzi utlenianie jej materiału do kationów Zn2+, które przechodzą do roztworu, gdzie przeciwjonami dla nich są aniony siarczanowe SO2−4, pochodzące z dysocjacji kwasu siarkowego. Na elektrodzie miedzianej zachodzi reakcja redukcji jonów hydroniowych do gazowego wodoru.

Sumarycznie procesy zachodzące na elektrodach sprowadzają się do:

  • anoda cynkowa (utlenianie): Zn → Zn2+ + 2e
  • katoda miedziana (redukcja): 2H3O+ + 2e → H2↑ + 2H2O

Obecne w roztworze jony siarczanowe spełniają jedynie rolę przeciwjonów dla jonów hydroniowych i cynkowych.

PrzypisyEdytuj

  1. praca zbiorowa: Encyklopedia fizyki. T. II. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973, s. 543.
  2. Alessandro Volta. Encyclopaedia Britannica. [dostęp 2020-02-02].
  3. Krzysztof Amborski, Krystyn Pawluk, Alessandro Volta i jego ogniwa, „Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe”, 4/2017 (116), 2017, s. 139–142 [dostęp 2020-02-02].
  4. On the Electricity excited by the mere Contact of conducting Substances of different Kinds. [dostęp 2019-09-29].