Pin volta

THPT Marie Curie
Lớp 11D2
Pin Vôn-ta (Volta)
Nhóm 1
CẤU TẠO
Nguồn điện hóa học được chế tạo đầu tiên, sinh ra dòng điện duy trì khá lâu là pin Volta (năm 1795).
Pin Volta gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung dịch acid sunfuric (H2SO4) loãng.
Zn – Cu
_Cực dương: thanh đồng (Cu)
_Cực âm: thanh kẽm (Zn)
_Dung dịch điện phân: H2SO4 loãng
Cơ Chế Hoạt Động
Do tác dụng hóa học, các ion kẽm Zn2+ từ thanh kẽm đi vào dung dịch H2SO4 làm cho lớp dung dịch tiếp giáp với thanh kẽm tích điện dương. Thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm. Vì thế giữa thanh kẽm và dung dịch có một điện trường hướng từ dung dịch đến thanh kẽm. Điện trường này ngăn cản sự dịch chuyển tiếp theo của các ion Zn2+ từ thanh kẽm vào dung dịch, đồng thời tăng cường sự dịch chuyển ngược lại của các ion Zn2+ từ dung dịch vào thanh kẽm
_ Sự cân bằng điện hóa học được thiết lập khi số ion đi ra khỏi thanh kẽm và số ion đi vào thanh kẽm bằng nhau. Thí nghiệm chứng tỏ khi đó giữa thanh kẽm và dung dịch có hiệu điện thế điện hóa khoảng
U1 = - 0,74 V
_ Còn ở phía thanh đồng thí các ion H+ có trong dd tới bám vào cực đồng và thu lấy các electron có trong thanh đồng. Do đó, thanh đồng mất bớt electron nên được tích điện dương. Khi cân bằng điện hóa dược thiết lập, giữa thanh đồng và dd có hiệu điện thế điện hóa khoảng U2 = 0,34 V.
_ Kết quả là giữa 2 cực của pin Volta có hiệu điện thế xác định vào khoảng:
U = U2 – U1  1,1 V
Nguyên Tắc Tạo Ra Suất Điện Động Của Pin Volta
Nhúng hai thanh kim loại khác nhau về phương diện hóa học vào dung dịch điện phân, thì do hai hiệu điện thế điện hóa giữa mỗi thanh và dung dịch điện phân là khác nhau nên giữa hai thanh kim loại có một hiệu điện thế hở xác định & khi nối với một mạch ngoài thì pin hình thành một suất điện động có độ lớn bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mạch hở .

Giải thích sự tạo thành hiệu điện thế điện hóa (thế điện cực) 

Khi nhúng các thanh kim loại vào dd diện phân(muối, baz, axit , ở đây là H2SO4 ) sẽ xảy ra hiện tượng sau : các ion cation(+) kl nằm ở nút mạng tinh thể trên bề mặt các thanh kim loại đang chuyển động nhiệt hỗn loạt va chạm & bị các lực hút hóa học của các phân tử nước & H2SO4 làm cho các ion (+) kl tan vào dung dịch. 
Tác dụng hoá học đóng vai trò là lực lạ, tạo ra và duy trì sự tích đoện khác nhau ở 2 cực của pin, do đó duy trì hiệu điện thế giữa chúng và tạo ra suất điện động của pin.
Ở bề mặt các kl sẽ còn lại các e- tự do, làm xuất hiện lực hút giữa các e- này với các ion (+) tách ra tạo thành một lớp "điện tích kép" ở ranh giới kl & dd hay tạo ra một "hiệu điện thế hóa" ngăn cách chúng. HĐTH này đạt đến một giá trị cân bằng xác định thì ngăn không cho ion (+) tan nữa. Sự tích lũy các e- làm cho bề mặt kl "tích điện âm". 

Ngoài hiện tượng tích lũy e-, còn có hiện tượng ngược lại là quá trình kết tủa ion(+) kl từ dung dịch lên bề mặt thanh kim loại. Vị trí cân bằng của HĐTH phụ thuộc vào bản chất kl( tức khả năng cho ion(+) hoàn tan & khả năng kết tủa ion(+) ) & nồng độ ion(+) trong dung dịch. Do đó HĐTH cũng có thể hình thành theo kiểu làm cho bề mặt kl "tích điện dương" .

Ở pin Volta :
+ cực(-) Zn có kiểu bề mặt kl "tích điện âm" . Thế điện cực chuẩn φ°Zn = -0,763 V 
+ cực(+) Cu có kiểu bề mặt kl "tích điện dương" . Thế điện cực chuẩn φ°Cu = 0,337 V
Ứng Dụng
Ngày nay hầu như mọi người đều phụ thuộc vào Pin, chúng ta sử dụng Pin ở khắp mọi nơi – trong ô tô, điện thoại, laptop, máy nghe nhạc…
Cảm ơn thầy
và
các bạn đã theo dõi