Experimente de chimie: Cum construiești o celulă electrochimică

Celula electrochimică simplă obișnuită constă dintr-o placă de zinc și o placă de cupru care se scufundă în acid sulfuric diluat. Fig. 59 arată cum puteți realiza această celulă simplă.

O bandă de zinc poate fi tăiată din recipientele metalice din interiorul unei baterii de lanternă veche. În locul unei benzi de cupru poate fi folosită o monedă de cupru. Înainte de a le folosi, frecați suprafețele metalelor cu șmirghel pentru a le curăța. Legați benzile de cupru și zinc cu bumbac pe părțile opuse ale unei benzi ceva mai mari de carton.

Veți avea nevoie de două lungimi, fiecare de aproximativ 60 cm lungime, de sârmă izolată. Frecați capetele goale ale firelor cu hârtie abrazivă pentru a vă asigura că conexiunile dvs. vor fi bune. Atașați capătul unui fir de vârful zincului și pe al celuilalt la cupru.Șuruburile de legare în acest scop pot fi cumpărate ieftin de la un electrician, dar puteți face conexiuni destul de bune cu ajutorul agrafelor de sârmă, așa cum se arată în Fig. 59(a).

Utilizați un bec de lanternă (2,5 volți) pentru a testa curentul. Un soclu liber în care becul poate fi înșurubat poate fi obținut de la o lanternă veche. Conectați celelalte două capete ale firelor la priza becului. Dacă nu este disponibilă nicio priză, puteți testa în continuare curentul ținând capătul unui fir de partea inferioară a becului și capătul celuilalt fir de carcasă.

Un borcan mic de sticlă servește drept celulă. Umpleți borcanul aproximativ trei sferturi cu acid sulfuric diluat. După ce ați făcut conexiunile, cum se arată în Fig. 59 (b), scufundați metalele în acid, dar nu cufundați și agrafele. Combinația de zinc și cupru oferă doar aproximativ 1,1 volți, dar acest lucru este suficient pentru a aprinde un bec de lanternă de cca 2,5 volți. Direcţia curentului este de la cupru la zinc.

Păstrați metalele în acid timp de câteva minute. Veți observa bule de gaz provenind de pe ambele suprafețe metalice. Gazul este hidrogen.

Fig. 59 Metoda de realizare a unei celule simple

Cu aranjamentul de mai sus, curentul scade rapid și devine atât de slab în câteva minute încât becul nu se va mai aprinde. Acest efect este cauzat de colectarea hidrogenului pe banda de cupru. Hidrogenul nu numai că acoperă o parte din cupru, dar tinde și să trimită o parte de curent în direcția opusă.Efectul, care se numește „polarizare”, poate fi prevenit în mare măsură prin adăugarea la acid a câtorva picături de peroxid de hidrogen puternic, cromat de potasiu sau un agent oxidant similar. Acest lucru elimină hidrogenul oxidându-l în apă.

Celulele simple pot fi realizate și din alte materiale în afară de zinc, cupru și acid sulfuric diluat. Zincul poate fi înlocuit cu fier, iar cuprul cu plumb, argint sau carbon. În loc de acid sulfuric diluat, se poate folosi o soluție puternică de clorură de amoniu (sau-amoniac). Puteți încerca aceste substanțe în diferite combinații. Pentru fier folosiți o lamă de ras veche sau un cui. O fâșie de plumb poate fi tăiată dintr-un tub vechi de pastă de dinți. O monedă de argint oferi argintul, și o tijă de carbon poate fi obținută dintr-o baterie veche de lanternă.Configurați celulele așa cum este descris anterior, dar nu uitați să curățați suprafețele metalelor înainte de a le folosi.

Deși toate combinațiile menționate produc un curent, acesta în unele cazuri este prea slab pentru a aprinde un bec de lanternă.Cu toate acestea, un detector de curent sensibil poate fi realizat cu ușurință așa cum este descris în secțiunea următoare.

Acest lucru va arăta curentul în aproape toate combinațiile diferite.