مكونات الخلية الكهروكيميائية
مكونات الخلية الكهروكيميائية
تتكون الخلية الكهروكيميائية من المكونات الآتية:
الخلايا
وهي عبارة عن خلايتين نصفيتين لكل منها قُطب مُوصل للإلكترونات (مثل: الكربون أو المعدن)، وهما:
- الأنود ( الشحنة الموجبة) يحدث عليه التأكسد، ويُسمى المصعد.
- الكاثود القطب الذي يحدث عليه الاختزال ، ويُسمى المهبط.
الأسلاك
حيث تساعد في حركة الإلكترونات خلال الأقطاب الكهربائية لينتج عنها تدفق للتيار.
محلول (المنحل بالكهرباء)
فعند مرور التيار الكهربائي من خلاله تبدأ الأيونات موجبة الشحنة في الانتقال إلى القطب السالب الشحنة (الكاثود) تُسمى الكاتيونات، وتتحرك الأيونات سالبة الشحنة إلى القطب الموجب الشحنة (الأنود) تُسمى الأنيونات، وعلى سبيل المثال محلول كلوريد الصوديوم (NaCl) المُسمى بملح الطعام في الماء يتكون من كاتيونات الصوديوم (Na ) وأنيونات الكلوريد (Cl-)، عند مرور مصدر كهربائي من خلال المحلول فإنّ:
- أيونات (Na ) ستتحرك باتجاه القُطب السالب.
- أيونات (Cl-) ستتحرك نحو القُطب الموجب.
تعريف الخلية الكهروكيميائية
تعرف الخلية الكهروكيميائية (بالإنجليزية:Electrochemical Cells) بأنها جهاز يستخدم مبدأ الكيمياء الكهربائية ينتج تيارًا كهربائيا من تفاعل كيميائي (أكسدة واختزال) بين الأقطاب، أو يستخدم الطاقة الكهربائية لإنتاج تفاعل كيميائي، وتُستخدم هذه الخلايا في أجهزة الهواتف المحمولة، والكمبيوتر لجعل الحياة أسهل وأكثر مُتعة.
أنواع الخلايا الكهروكيميائية
للخلايا الكهروكيميائية نوعان هما:
الخلايا الجلفانية (بالإنجليزية:Galvanic Cell)
في هذه الخلايا تستخدم تفاعلات كيميائية (تفاعلات التأكسد والاختزال) لتوليد الطاقة الكهربائية، بدلًا من التفاعلات الكيميائية الناتجة عن الكهرباء، على سبيل المثال: خلية جلفانية تتكون من محاليل مائية للزنك (Zn) والنحاس (Cu) يحدث بها تفاعل الاختزال والأكسدة في وعاء واحد، بحدوث تأكسد للزنك واختزال للنحاس، مما يؤدي إلى التدفق المستمر للإلكترونات، أي (إنتاج طاقة الكهربائية).
خلايا التحليل الكهربائي
هذه الخلايا تقوم بدفع التفاعلات الكيميائية عندما يمر بها طاقة كهربائية (تتطلب مصدرًا إلكترونيًا خارجيًا)، تتألف هذه الخلايا من قطبين يتم توصيل التيار الكهربائي بهما عند غمسهما في مصهور (سائل موصل) وعادةً يكون المصهور محلولاً ملحيًا؛ مما يوفر طاقة تدفع التفاعل الكيميائي في المحلول.
فمثلًا التحلل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم NaCl، يتم غمر القطبين في المحلول المنصهر وفي كل قطب يحدث تفاعلات كيميائية تؤدي إلى ضخ الإلكترونات عن طريق مصدر الطاقة من القطب الكهربائي إلى الآخر، وينتج عنه الحصول على أيون الصوديوم الموجب وغاز الكلور أي الحصول على طاقة كيميائية.
تعريف الكيمياء الكهربائية
تُعد الكيمياء الكهربائية جسرًا يلتقي فيه العالم الكيميائي والكهربائي، حيث إن الكيمياء الكهربائية تحدث عندما يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى كهربائية. ومنها يتم التحويل إلى أنواع مختلفة من الطاقة مثل: الحرارية، أو الضوئية، فبذلك يكون هذا التحول مهماً نسبةً إلى كمية الكهرباء التي سوف تُنتج والمستخدمة في الحياة اليومية، ومن أهم التطبيقات عليها: البطارية والتي تُعد مصدرًا للطاقة المحمولة؛ فالكهرباء تُـعرف بأنها تدفق الإلكترونات عبر مسارِ مغلق يُسمى ب الدارة الكهربائية .