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Cellule galvanique

Cellule galvanique

La cellule galvanique est un dispositif constitué de deux métaux différents connectés au moyen d'un pont de sel ou d'un disque poreux situé entre chaque demi-cellule. Il reçoit son nom en l'honneur de Luigi Galvani.

La cellule voltaïque, inventée en 1800 par Alessandro Volta, est similaire à la cellule galvanique. Ces découvertes ouvrent la voie à des batteries électriques.

Le métal d'une cellule galvanique se dissout dans l'électrolyte à deux vitesses différentes. Les métaux deviennent des ions positifs dans la dissolution et les électrons restent dans la partie non dissoute. En conséquence, le métal acquiert une charge négative nette lorsque l'électrolyte devient chargé positivement. Chaque métal est soumis à la moitié d'une réaction redox, avec des taux de dissolution différents donnant différents potentiels de réduction entre l'électrolyte et chaque métal. Si une connexion électrique, comme un fil ou un autre contact direct entre les deux électrodes, un courant électrique apparaît sur le métal. Dans le même temps, un courant électrique égal d'ions positifs apparaît dans l'électrolyte. Les ions du métal plus actif, qui forme l'anode, sont transférés vers l'électrolyte. Les ions dissous sont également transférés sur le métal moins actif, la cathode, et sont déposés sur leur surface, en le revêtant. De cette façon, l'anode est consommée ou corrodée, lorsque le matériau de l'anode a été totalement consommé, le potentiel de la cellule tombe et le courant s'arrête. Le métal peut être considéré comme le carburant qui fournit l'énergie au widget. Un processus similaire consiste à utiliser l'électrolyse. Le courant électrique dans l'électrolyte est égal au courant du circuit externe, c'est-à-dire que le circuit électrique complet est formé à la fois par un chemin externe à travers les électrons et par la partie de l'électrolyte qui parcourt les ions positifs.

Il y a un flux d'électrons de l'anode, les ions oxydés, vers la cathode, les atomes réduits (qui capturent les électrons). Ce flux produit par une réaction d'oxydoréduction (redox) est ce qui constitue le courant électrique produit par la cellule.

Potentiel électrique d'une cellule galvanique

Le potentiel de réduction standard (retrait d'électrons) d'une cellule peut être facilement déterminé à l'aide d'une table potentielle. Une table d'oxydation potentielle peut également être utilisée, mais il est beaucoup plus fréquent d'utiliser le tableau de réduction. La première étape consiste à identifier les deux métaux qui réagissent à la cellule. Ensuite, vous devez regarder la valeur de la colonne Eo, en volts, pour chacune des deux demi-réactions. Le potentiel de la cellule sera égal à la valeur la plus positive de E ou moins la valeur négative minimale de Eo.

corrosion galvanique

La corrosion galvanique est un procédé qui dégrade les métaux par voie électrochimique. Cette corrosion se produit lorsque deux métaux différents sont mis en contact en présence d'un électrolyte, tel que de la saumure, formant une cellule galvanique. La cellule se forme également si un seul métal a été exposé à deux concentrations différentes d'électrolyte. Le potentiel électrochimique qui en résulte produit un courant électrique qui dissout électrolytiquement le métal moins noble.

Histoire de la cellule galvanique

En 1780, Luigi Galvani a découvert que lorsque deux métaux différents (p. Ex., Le cuivre et le zinc) sont connectés, les deux touchent simultanément deux parties différentes d'un nerf d'une jambe de grenouille, puis la jambe se contracte. Il l'appelait «l'électricité animale». La cellule voltaïque, inventée par Alessandro Volta dans les années 1800, se compose d'un tas de cellules semblables à la cellule galvanique. Cependant, Volta l'a entièrement construit à partir de matériel non biologique pour mettre en évidence la théorie de l'électricité animale de Galvani (et le dernier expérimentateur Leopoldo Nobili) en faveur de sa propre théorie de l'électricité de contact métal-métal. Carlo Matteucci à son tour a construit une batterie entièrement de matériel biologique en réponse à Volta. Ces découvertes ouvrent la voie à des batteries électriques; La cellule Volta a été nommée point de repère de l'IEEE en 1999.

Il a été suggéré par Wilhelm König en 1940 que l'objet connu sous le nom de batterie de Bagdad pourrait représenter la technologie des cellules galvaniques de l'ancienne Parthia. Les répliques remplies d'acide citrique ou de jus de raisin ont montré qu'ils produisaient une tension. Cependant, il est loin d'être certain que c'était leur but - d'autres savants ont souligné qu'il est très semblable aux conteneurs connus pour avoir utilisé pour stocker des rouleaux.

Type de cellule galvanique

Des types de cellules galvaniques on distingue trois:

  • Cellule de concentration
  • Cellule électrolytique
  • Cellule électrochimique
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Dernier examen: 5 septembre 2017

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