濃縮セルは、物質を使用して電圧を生成する化学の興味深い概念です。この概念は、溶液の濃度の違いからその名前が付けられました。この記事では、濃度セルの方法と使用法について詳しく説明します。この記事の最後には、濃度セルに関するよくある質問への回答も記載されています。
濃度セルとは?
濃淡電池は、同じ電極で満たされた 2 つの半電池で構成されるガルバニ電池です。ただし、物質の濃度は、これらの 2 つの半電池で異なります。1 つは低濃度のセルで、もう 1 つは高濃度のセルです。
濃縮セルの別名は、電気エネルギーを生成できるため、電気化学セルです。高濃度セルから低濃度セルへ物質が移動することで電力が発生します。ただし、セルによって生成されるエネルギーは多くの場合、60 ミリボルト未満です。したがって、エネルギーの貯蔵には使用されません。
濃度の異なる 2 つのハーフセルは、常にセル内の物質のバランスを取る傾向があります。そこで、濃度の高い細胞を希釈して、濃度の低い細胞の物質を増やします。この方法は化学平衡と呼ばれます。
濃縮セルの種類は?
濃度セルは、主に次の 2 つのタイプに分類されます。
- 電解質濃度セル
- 電極濃度セル
これらの濃度セルのメモで、これらの用語が何を表しているかがわかります。
- 電解質濃度セル
このタイプのセルでは、2 つの同じ電極が異なる濃度レベルの電解質でできた溶液に浸されます。このタイプのセルは、電極を高濃度から低濃度の溶液に移動させてバランスをとります。
たとえば、電解濃縮セルは、水素イオンと酸素イオンで構成されています。セルは水を分解するために使用されます。
- 電極濃度セル
電極セルは、同じ電極で作られた溶液に浸された同じ電極で構成されていますが、それらの電極の濃度は異なります。
たとえば、異なるガス圧にさらされた 2 つの水素電極が溶液に浸されます。この溶液も水素イオンでできていますが、ハーフセル内に異なる濃度で配置されています。
電解質および電極濃縮セルは、濃縮セルの 2 つの主なタイプです。ただし、他の種類の細胞もあります。集中セルノートの次のセクションでは、他のセルについて説明します.
他の種類の細胞は?
電解質と電極の 2 つの主要セルの他に、3 つのセルがあります。それらは
- 金属イオン濃度セル
- 酸素濃度セル
- アクティブ パッシブ集中セル
これらの用語の意味を教えてください。
- 金属イオン濃度セル
このセルでは、高濃度に配置された金属イオンの溶液が、水の存在下で接合面に存在します。一方、低濃度の金属イオンはセルの開口部に存在します。
高濃度の金属イオンは陽極になり、低濃度の金属イオンは陰極になります。前者は保護され、後者は腐食されます。
- 酸素濃度セル
酸素セルでは、空気中の酸素が水溶液中に均一に拡散することが制限されます。水が金属表面に触れると、水にはすでに溶存酸素が含まれており、2 つの半電池の酸素濃度に差が生じます。
- アクティブ パッシブ 集中セル
このタイプの濃縮セルでは、金属物質は超結合不動態膜に依存して腐食から保護されます。不動態膜は通常酸化物である。ここでは、塩が金属の表面に蓄積し、水の存在下でフィルムを破壊します。
セル内の電気エネルギーは、不動態皮膜と露出した活性金属の間で発生します。ここで、前者は陰極の役割を果たし、後者は濃度の陽極になります。
濃縮セルの用途は?
濃縮セルはガルバニ電池であり、電気化学セルの下にあることを意味します。これらのセルは、バッテリーに電気エネルギーを供給するために使用されます。エネルギーは、電子が陰極に入って陽極から出るときに生成されます。電気化学の使用は、私たちの生活において重要です。電池で動作する多くの電化製品に電力を供給します。電気化学セルは、
で使用される標準的な 1.5 ボルトのセルです。- テレビのリモコン
- 時計
- 電卓
- 懐中電灯
- 自動車
- 電話
これらは、濃縮セルまたは電気化学セルの最も一般的な用途です。多くの電化製品やバッテリーは、このようなセルを 1 つ以上使用して動作します。
電気化学は、金やクロムなどの装飾金属に物体をメッキするためにも使用されます。
集中セルの構成要素は何ですか?
集中セルは 3 つのコンポーネントで構成されています。それらは、塩橋、電極、電圧計です。
- 塩橋
それは 2 つの半電池を分離し、溶液中のイオン交換に道を譲ります。この方法では、イオンがエネルギーに負の反応を示すため、電線が省略されます。また、電子の蓄積を引き起こします。
- 電極
濃縮セルに存在する電極は、カソードおよびアノードとして知られています。酸化が起こると、陽極は電子を失い、それらを陰極に渡します。したがって、電子はカソードに蓄積し、それを還元し始めます。
- 電圧計
電圧計は通常、2 つの半電池の間に保持されます。これは、セル電位または反応物の濃度の増加によって生じる電圧差を測定するために使用されます。セル電位は、起電力または EMF としても知られています。
濃縮セルで使用される方法は何ですか?
電圧は、濃縮セル内の熱力学的エネルギーを減少させることによって生成されます。これは、2 つの半セルの化学平衡のために発生します。このエネルギーは、セル内の電極を減らしたり増やしたりする際にも使用されます。
細胞は熱エネルギーを熱として吸収し、化学平衡を通じてエントロピーの増加につながります。同様に、エントロピーの減少は、熱が電力に変換されるときに補償されます。
結論
濃度セルについて学ぶことは、私たちの日常生活で重要な用途があるため興味深いものです。さらに、学生はさまざまな濃度の電解質の動きについて理解します。濃縮セルは、主にバッテリーに使用される重要な技術です。この技術は、調合間の平衡を形成するための物質の移動に使用されます。濃縮セルは、限定された形態のガルバニ電池です。ここでエネルギーは、高濃度セルから低濃度セルに物質を移動させることによって生成されます。セルは、化学平衡と呼ばれる、あるセルから別のセルへの電子の移動によって、平衡の不一致を確立します。電子のバランスをとるために、より濃度の高い細胞は希釈され、濃度の低い残りの半分はこの移動によって増加します。
