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SCARICA ELETTROCHIMICA PILA

Posted on Author Nikora Posted in Multimedia


    Contents
  1. Cella galvanica
  2. Pila (elettrotecnica)
  3. Pila Daniell: principio di funzionamento
  4. Pila Daniell

che la pila è scarica e la cella è in condizioni di equilibrio: E = Ecatodo – Eanodo = 0 cioè: Ecatodo = Eanodo. Quindi, per un sistema redox l'equilibrio si ha. Si consideri la cella elettrochimica: Pt / H2 (1atm), pH = 1,00 // [Ag+] = 0,10 M / Ag​. Sapendo che E°(Ag+/Ag) = 0, V, calcolare la f.e.m. a ELETTROCHIMICA. Le reazioni di ossido-riduzione (redox) ci tengono in vita. Esse, ad esempio, si svolgono nei processi estremamente importanti che. La quantità di sostanza che viene ossidata o ridotta (quantità di sostanza che si scarica) a un elettrodo è proporzionale alla quantità di elettricità che passa nella.

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Il nome di "cella galvanica" venne dato quindi ai sistemi elettrochimici analoghi a quello scoperto da Galvani, ovvero a tutte le celle elettrochimiche in grado di fornire energia elettrica tra cui la pila di Volta inventata nel da Alessandro Volta e la pila Daniell inventata nel da John Frederic Daniell.

All'interno della cella galvanica circola la corrente IB'B. Nel caso in cui i metalli che costituiscono i morsetti siano differenti, si parla invece di cella galvanica non regolarmente aperta. Ciascun metallo è sottoposto ad una diversa semireazione , con diversa velocità , e quindi con rilascio di un numero differente di elettroni nei due metalli. Ne risulta un diverso potenziale di elettrodo fra l'elettrolita e ciascun metallo.

All'interno della cella galvanica circola la corrente IB'B.

Nel caso in cui i metalli che costituiscono i morsetti siano differenti, si parla invece di cella galvanica non regolarmente aperta. Ciascun metallo è sottoposto ad una diversa semireazione , con diversa velocità , e quindi con rilascio di un numero differente di elettroni nei due metalli. Ne risulta un diverso potenziale di elettrodo fra l'elettrolita e ciascun metallo.

Cella galvanica

Se fra i due metalli si realizza un contatto elettrico utilizzando un cavo oppure mettendoli a contatto diretto , una corrente elettrica comincia a fluire. Contemporaneamente, gli ioni del metallo più attivo, che formano l' anodo , sono trasferiti, passando attraverso l'elettrolita, verso il metallo meno attivo, il catodo , dove si depositano formando un rivestimento intorno ad esso.

In seguito a questo processo l'anodo viene progressivamente consumato e corroso, con conseguente diminuzione della differenza di potenziale e, alla fine del processo, interruzione della corrente. È questo flusso, provocato da una reazione di riduzione , che costituisce la corrente elettrica. Il procedimento dell' elettrodeposizione funziona secondo questo stesso principio. Il primo passo è quello di identificare i due metalli che reagiscono nella cella.

Quindi si cerca il valore di E o potenziale di riduzione standard , in volt per ognuna delle semireazioni. Il potenziale elettrico della cella è uguale al valore di E o maggiore meno quello minore. L'unico svantaggio è il maggior costo. Usi: torce elettriche, giocattoli, strumenti elettrici ed elettronici vari Vantaggi: tempo di vita più lungo a riposo, nessuna caduta di tensione anche ad elevata intensità di corrente erogata, nessuna perdita Pile zinco-aria[ modifica modifica wikitesto ] Alcune batterie zinco-aria.

Furono poi perfezionate e ridotte di volume negli anni ' Oggi le più comuni batterie zinco-aria hanno la dimensione e forma di un bottone e sono utilizzate per apparecchi acustici da applicare all' orecchio dei non udenti , per misuratori di telemetria cardiaci ed altri apparecchi medici.

Trovano applicazioni anche per telecamere ed altri oggetti. La parete laterale interna e la base superiore della batteria sono occupati da una lastra metallica inerte che funge da anodo. Questa racchiude una pasta gelatinosa umida alcalina a base di KOH e contenente polvere di zinco. La parete laterale esterna e la base inferiore della batteria costituiscono un'altra lastra metallica inerte che funziona da catodo e che è separata dalla prima grazie a un sigillante di plastica non conduttore che evita il corto circuito.

La lastra metallica catodica è forata a livello della base inferiore per far passare l'ossigeno dell'aria O2 e sopra di essa è adagiata una carta da filtro e poi ancora un foglio di teflon , entrambi permeabili all'O2. Ancora sopra è presente un sottile strato di materiale, tenuto insieme da una rete e imbevuto dello stesso gel alcalino a base di KOH, in grado di catalizzare accelerare la decomposizione dell'O2.

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Tale gel alcalino è separato da quello contenente la polvere di zinco grazie ad un separatore permeabile agli ioni. La batteria è economica e ha alta densità di energia grazie all'assenza di immagazzinamento dell'ossidante.

La scarica a riposo della pila è trascurabile se è mantenuto il sigillante sulla parete catodica che impedisce il passaggio di O2. In assenza del sigillante l'O2 diffonde facilmente fino a dentro la pila ossidando lo Zn. Altro svantaggio è costituito dalla potenza molto ridotta che ne limita l'uso ad apparecchi di piccola dimensione. Svantaggi: bassa capacità utilizzabili solo per piccoli strumenti , funziona male in condizioni di clima secco Pile all'argento[ modifica modifica wikitesto ] Alcune batterie ad argento Inventata e commercializzata negli anni '50 in varie forme e dimensioni, fu utilizzata per tutta la seconda metà del secolo scorso nell' aeronautica militare , civile e spaziale.

Gli alti costi di realizzazione, dovuti alla presenza dell' argento , l'hanno oggi resa poco competitiva in questi campi, ma sono ancora commercializzate e molto usate batterie da argento di piccole dimensioni, a forma di bottone, per orologi, calcolatrici, macchine fotografiche ed altri oggetti elettronici di piccole dimensioni.

Pila (elettrotecnica)

La base superiore della batteria è occupata da una lastra metallica inerte che funge da anodo, mentre la base inferiore e la parete laterale sono costituiti da una simile lastra metallica inerte che funziona da catodo. All'interno, a contatto con le basi superiore e inferiore della batteria, si trovano due paste gelatinose alcaline a base di idrossido di potassio KOH e contenenti una polvere di zinco Zn e un polvere di ossido di argento Ag2O , rispettivamente.

Queste sono separate da un separatore permeabile agli ioni che, come in tutte le pile, assicura il ristabilimento della neutralità nei due ambienti gelatinosi.

La batteria è inoltre piccola e quindi adatta per piccoli apparecchi. La presenza dell'argento la rende tuttavia costosa. Usi: Aeronautica militare, civile e spaziale nel secolo scorso e con dimensioni decisamente più grandi di quelle descritte qui ; orologi, calcolatrici, macchine fotografiche, telecamere ed altri oggetti elettrici ed elettronici di piccole dimensioni.

Svantaggi: bassa capacità utilizzabili solo per piccoli strumenti , costo relativamente alto Pile al mercurio o pile Ruben-Mallory [ modifica modifica wikitesto ] Inventata nel da Samuel Ruben fu utilizzata nel corso della seconda guerra mondiale per applicazioni militari walkie-talkie , apparecchi elettrici e metal detector.

Fu largamente usata per orologi, calcolatrici, macchine fotografiche, ed altri piccoli oggetti.

Pila Daniell: principio di funzionamento

Fu anche molto utilizzata per applicazioni mediche apparecchi acustici, pacemaker ed altri dispositivi impiantibili per via chirurgica. A partire dagli anni '90 in alcuni stati degli USA cominciarono le limitazioni per la fabbricazione di queste batterie a causa del mercurio liquido da esse prodotte, ritenuto dannoso per l'ambiente a causa dello smaltimento improprio delle batterie stesse da parte della popolazione che ne faceva uso.

Oggi la produzione è vietata in tutti gli Stati Uniti , in tutta Europa ed in molti altri stati occidentali e non. Queste pile, una volta utilizzata ed esaurite, vanno assolutamente gettate negli appositi bidoni per pile esauste, poiché il materiale che le compone, ovvero il mercurio, è altamente tossico e pericoloso, sia per gli esseri umani e animali, sia per l'ambiente. Le batterie a bottone al mercurio hanno una costituzione e una chimica molto simili a quelle delle batterie a bottone ad argento.

L'unica differenza è la presenza di una polvere di ossido di mercurio HgO a sostituire quella di ossido di Argento Ag2O. La semireazione di ossidazione e il suo potenziale sono identiche a quelle viste per la batteria alcalina e ad argento.

Pila Daniell

Svantaggi: bassa capacità utilizzabili solo per piccoli strumenti , alta tossicità Pile al litio[ modifica modifica wikitesto ] Una batteria al litio a bottone Schema di una batteria al litio a bottone avente come catodo MnO2 biossido di manganese Batteria al litio disassemblata. Da sinistra a destra: superficie metallica dell'anodo ricoperto internamente da uno strato di litio metallico, separatore poroso, polvere di MnO2, rete metallica conduttrice, superficie metallica del catodo danneggiato durante l'apertura della batteria , anello di plastica sigillante Da non confondere con le batterie ricaricabili agli ioni di litio Li-ion.

Inventata e commercializzata nel da varie compagnie americane e giapponesi generalmente in piccola forma ad esempio a bottone , è oggi utilizzata per orologi, macchine fotografiche, calcolatrici, telecomandi auto per chiusura centralizzata, apparati impiantabili per via chirurgica pacemaker, defibrillatori impiantabili, impianti cocleari, sensori di glucosio, ecc.

La base inferiore della batteria è occupata da una lastra metallica inerte che funge da anodo, mentre la base superiore è costituita da una simile lastra metallica inerte che funziona da catodo. Un anello di plastica sigillante tiene unite le due lastre impendendone allo stesso tempo il contatto fisico e quindi il corto circuito.

I due ambienti sono divisi da un separatore poroso permeabile agli ioni, ma non a composti solidi. Questo è il motivo per cui la soluzione elettrolita della pila è in solvente organico aprotico.

Tuttavia il solvente non è acquoso e i due potenziali sono ignoti e comunque diversi dai valori standard.

Gli unici difetti sono i costi elevati, la bassa capacità e l'infiammabilità data dalla presenza di un solvente organico piuttosto che di uno acquoso. Usi: orologi, macchine fotografiche, calcolatrici, telecomandi auto, apparati impiantabili per via chirurgica, oggetti elettrici ed elettronici di vario tipo e piccola dimensione. Pacco batteria[ modifica modifica wikitesto ] Un pacco batteria composta da 4 elementi in serie Tratado elemental de física experimental y aplicada, y de meteorología Un "pacco batteria" talvolta chiamato semplicemente "batteria" è un dispositivo costituito da diverse celle elettrochimiche distinte l'una dall'altra le quali possono essere utilizzate anche singolarmente , utilizzate per convertire l' energia chimica accumulata in energia elettrica.

Queste vengono collegate in serie in modo che le tensioni dei singoli elementi si sommino.


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