গ্যালভ্যানিক সেল: অংশগুলি, এটি কীভাবে কাজ করে, অ্যাপ্লিকেশন, উদাহরণ - রসায়ন - 2025

গ্যালভানিক কোষের বা ভোল্টায়িক সেল তাড়িত সেল হল এক ধরনের যে দুটি ভিন্ন দুটি হাফ কোষ, যা সমাধান একটি যৌগ স্বতঃস্ফূর্ত প্রতিক্রিয়া সক্রিয় নিমজ্জিত ধাতু নিয়ে গঠিত হয়।

তারপরে, অর্ধেকটি কোষের একটিতে ধাতবগুলির একটি জারিত হয় যখন অন্য অর্ধেক কোষের ধাতু হ্রাস পায় এবং বাহ্যিক সার্কিটের মাধ্যমে বৈদ্যুতিনের বিনিময় তৈরি করে। এটি বৈদ্যুতিন কারেন্টের সুবিধা নেওয়া সম্ভব করে তোলে।

চিত্র 1. স্কিম এবং একটি গ্যালভ্যানিক কোষের অংশগুলি। সূত্র: corinto.pucp.edu.pe।

"গ্যালভ্যানিক সেল" নামটি বিদ্যুতের সাথে পরীক্ষার অন্যতম পথিকৃতের সম্মানে: ইতালিয়ান চিকিত্সক এবং পদার্থবিদ লুইজি গালভানি (1737-1798)।

গালভানি ১ 17৮০ সালে আবিষ্কার করেছিলেন যে, যদি ভিন্ন প্রান্তের তারগুলি এক প্রান্তে যুক্ত হয় এবং মুক্ত প্রান্তকে একটি (মৃত) ব্যাঙের সাথে যোগাযোগ করা হয়, তবে সংকোচনের ঘটনা ঘটে।

তবে, বিদ্যুৎ উত্পাদন করার জন্য প্রথম বৈদ্যুতিন রাসায়নিক ঘর তৈরি করা হয়েছিল 1800 সালে ইতালীয় আলেসান্দ্রো ভোল্টা (1745-1827) এবং সেজন্য ভোল্টাইক সেলটির বিকল্প নাম।

গ্যালভ্যানিক কোষের অংশগুলি

গ্যালভ্যানিক কোষের অংশগুলি চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে এবং নিম্নরূপ:

1.- আনোডিক সেমিসেল

2.- আনোডিক ইলেক্ট্রোড

3.- আনোডিক সমাধান

4.- ক্যাথোড সেমিচেল

5.- ক্যাথোড ইলেক্ট্রোড

6.- ক্যাথোডিক সমাধান

7.- স্যালাইন ব্রিজ

8.- ধাতব কন্ডাক্টর

9.- ভোল্টমিটার

কাজ

গ্যালভ্যানিক সেলটির ক্রিয়াকলাপটি ব্যাখ্যা করার জন্য আমরা নীচেরটিটি ব্যবহার করব:

চিত্র 2. গ্যালভ্যানিক কোষের ডিড্যাক্টিক মডেল। সূত্র: স্লাইডজার ডট কম

গ্যালভ্যানিক কোষের মৌলিক ধারণাটি হ'ল যে ধাতুটি অক্সিডেশনের প্রতিক্রিয়া দেখায় সেটিকে শারীরিকভাবে পৃথক করা হয় যেটি ধাতব হ্রাস করা হয়, এমনভাবে যে বৈদ্যুতিনের আদানপ্রদান বাহ্যিক কন্ডাক্টারের মাধ্যমে ঘটে যা বৈদ্যুতিক স্রোতের প্রবাহের সুবিধা গ্রহণ করতে দেয়, উদাহরণস্বরূপ একটি হালকা বাল্ব বা নেতৃত্বে চালু করতে।

চিত্র 2-এ, বামার অর্ধেক কক্ষে একটি ধাতব তামা (ঘনক) টেপ রয়েছে যা একটি তামা সালফেট দ্রবণ (CuS0 ₄) এ নিমজ্জিত করা হয়েছে, যখন ডান অর্ধেক কোষে একটি দস্তা (জেডএন) টেপ নিমজ্জন করা হয়েছে জিঙ্ক সালফেটের সমাধান (জেডএনএসও ₄)।

এটি লক্ষ করা উচিত যে প্রতি অর্ধ কোষে প্রতিটি একের ধাতু দুটি জারণ অবস্থায় উপস্থিত থাকে: নিরপেক্ষ ধাতব পরমাণু এবং দ্রবণে একই ধাতুর লবণের ধাতব আয়নগুলি।

যদি ধাতব টেপগুলি বাইরের পরিবাহী তারের সাথে যুক্ত না হয় তবে উভয় ধাতু পৃথকভাবে নিজ নিজ কোষগুলিতে জারিত হয়।

তবে, যেহেতু এগুলি বৈদ্যুতিনভাবে সংযুক্ত রয়েছে, তাই এটি ঘটে যে জেডনে জারণ দেখা দেবে এবং কিউতে একটি হ্রাস প্রতিক্রিয়া দেখাবে। এটি কারণ জিংকের জারণের ডিগ্রি তামাগুলির চেয়ে বেশি।

জারিত ধাতু বাইরের কন্ডাক্টরের মাধ্যমে কমে যাওয়া ধাতুতে ইলেকট্রন দেয় এবং স্রোতের এই প্রবাহটি ক্ষতিগ্রস্থ করা যায়।

জারণ এবং হ্রাস প্রতিক্রিয়া

দস্তা ধাতু ইলেক্ট্রোড এবং জলীয় দস্তা সালফেট দ্রবণের মধ্যে ডানদিকে যে প্রতিক্রিয়া ঘটে তা হ'ল:

জেএন ^ও _{(গুলি)} + জেএন ²⁺ (এসও ₄) ^2- → 2 জেএন ²⁺ _(এসি) + (এসও ₄) ^2- + 2 ই ^-

দ্রবণে দস্তাটির ধনাত্মক আয়ন দ্বারা উদ্দীপ্ত ডান অর্ধেকটি কক্ষে অ্যানোড ইলেক্ট্রোডের পৃষ্ঠের উপর একটি দস্তা পরমাণু (শক্ত) দুটি ইলেক্ট্রন দেয় এবং ইলেক্ট্রোড থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে জলীয় দ্রবণে ডাবল পজিটিভ আয়ন হিসাবে প্রবেশ করে দস্তা।

আমরা বুঝতে পারি যে নেট ফলাফলটি ছিল যে দুটি ইলেকট্রনের ক্ষতির মধ্য দিয়ে ধাতু থেকে একটি নিরপেক্ষ দস্তা পরমাণু একটি দস্তা আয়নে পরিণত হয়েছিল যা জলীয় দ্রবণকে যুক্ত করে, যাতে দস্তা রডটি একটি পরমাণু এবং সমাধান একটি ইতিবাচক ডাবল আয়ন অর্জন।

প্রকাশিত ইলেক্ট্রনগুলি বাইরের তারের মধ্য দিয়ে অন্য ধনাত্মক চার্জযুক্ত অর্ধকক্ষ (ক্যাথোড +) এর ধাতুর দিকে অগ্রসর হতে পছন্দ করবে। আস্তে আস্তে জলজ দ্রবণে প্রবেশের সাথে দস্তা বারটি ভর হারাচ্ছে।

দস্তা জারণের সংক্ষিপ্তসার নিম্নরূপ:

Zn ^o _{(গুলি)} → Zn ²⁺ _(এসি) + 2 ই ^-

বাম দিকে যে প্রতিক্রিয়া দেখা দেয় তা একই রকম, তবে জলীয় দ্রবণে তামা দুটি ইলেক্ট্রন (অন্য অর্ধেকটি কোষ থেকে) ধরে এবং তামা ইলেক্ট্রোডে জমা হয়। যখন কোনও পরমাণু ইলেকট্রন তুলে নেয় তখন বলা হয় এটি হ্রাস পেয়েছে।

তামা হ্রাস প্রতিক্রিয়া এইভাবে লেখা হয়:

কিউ ²⁺ _(এসি) + 2 ই ^- u কিউ ^ও _{(গুলি)}

সমাধানের আয়নগুলি বারটিতে যাওয়ার সাথে সাথে কপার বারটি ভর বাড়ছে।

জারণ আনোডে (নেতিবাচক) ঘটে, যা ইলেক্ট্রনকে হটিয়ে দেয়, যখন হ্রাস ক্যাথোডে (পজিটিভ) ঘটে যা ইলেক্ট্রনকে আকর্ষণ করে। বৈদ্যুতিন এক্সচেঞ্জ বাইরের কন্ডাক্টরের মাধ্যমে ঘটে।

নুন ব্রিজ

লবণ ব্রিজ দুটি অর্ধেক কোষগুলিতে জমা হওয়া চার্জকে ভারসাম্য দেয়। ইতিবাচক আয়নগুলি অ্যানোডিক অর্ধ কোষে জমা হয়, যখন ক্যাথোডিক কোষে নেতিবাচক সালফেট আয়নগুলির একটি অতিরিক্ত থাকে।

লবণের ব্রিজের জন্য, বিক্রিয়াতে হস্তক্ষেপ না করে এমন একটি লবণ (যেমন সোডিয়াম ক্লোরাইড বা পটাসিয়াম ক্লোরাইড) এর সমাধান ব্যবহার করা হয়, যা একটি উল্টানো U- আকারের নলটিতে থাকে যার প্রান্তটি ছিদ্রযুক্ত উপাদানের প্রাচীর দিয়ে প্লাগ করা হয়।

লবণ ব্রিজের একমাত্র উদ্দেশ্য আয়নগুলি প্রতিটি কোষে ফিল্টার করা, অতিরিক্ত চার্জকে ভারসাম্যপূর্ণ করা বা নিরস্ত করা। এইভাবে, লবণ ব্রিজের মাধ্যমে লবণ আয়নগুলির মাধ্যমে একটি বর্তমান প্রবাহ উত্পাদিত হয় যা বৈদ্যুতিক সার্কিটটি বন্ধ করে দেয়।

জারণ এবং হ্রাস সম্ভাবনা

স্ট্যান্ডার্ড জারণ এবং হ্রাস সম্ভাবনাগুলি হ'ল 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় অ্যানোড এবং ক্যাথোডে এবং 1 এম ঘনত্বের সমাধানের সাথে (এক মোলার) বোঝা যায়।

জিঙ্কের জন্য এটির মানক জারণ সম্ভাবনাটি হ'ল ই _অক্স = +0.76 V ভি। অন্যদিকে, তামার জন্য স্ট্যান্ডার্ড হ্রাসের সম্ভাবনা হ'ল ই _লাল = +0.34 ভি this: এমএফ = +0.76 ভি + 0.34 ভি = 1.1 ভি।

গ্যালভ্যানিক সেলটির বৈশ্বিক প্রতিক্রিয়াটি এইভাবে লেখা যেতে পারে:

জেডএন ^ও _{(গুলি)} + কিউ ²⁺ _(একা) → জেডএন ²⁺ _(একা) + কিউ ^ও _{(গুলি)}

সালফেটকে বিবেচনায় নিলে নেট বিক্রিয়াটি হ'ল:

জেডএন ^ও _{(গুলি)} + কিউ ²⁺ (এসও ₄) ^2- 25º সি → জেডএন ²⁺ (এসও ₄) ^2- + কিউ ^ও _{(গুলি)}

সালফেট একটি বাইস্ট্যান্ডার, অন্যদিকে ধাতুগুলি ইলেক্ট্রন বিনিময় করে।

গ্যালভ্যানিক কোষের প্রতীকী উপস্থাপনা

চিত্র 2-এ গ্যালভ্যানিক সেলটি প্রতীকীভাবে নিম্নরূপে উপস্থাপিত হয়েছে:

দস্তার সংকেতচিহ্ন ^ণ _{(গুলি)} -Zn ²⁺ _(AQ) (1M) - ছেদ ²⁺ _(AQ) (1M) -Cu ^ণ _{(গুলি)}

কনভেনশন অনুসারে, ধাতু যা অক্সিডাইজ করে এবং আনোডকে রূপ দেয় (-) সর্বদা বাম দিকে রাখে এবং জলীয় অবস্থায় এর আয়নটি বার (-) দ্বারা পৃথক করা হয়। অ্যানোডিক অর্ধেকটি কেলোডিক থেকে লন্ড ব্রিজ উপস্থাপন করে দুটি বার (-) দ্বারা পৃথক করা হয়। ডানদিকে ধাতব অর্ধেকটি কক্ষ স্থাপন করা হয়েছে যা হ্রাস পেয়েছে এবং ক্যাথোড (+) গঠন করে।

গ্যালভ্যানিক কোষের প্রতীকী উপস্থাপনে, চরম বামটি সর্বদা ধাতব থাকে যা জারিত হয় এবং যে ধাতুটি হ্রাস পায় তা চরম ডানদিকে (শক্ত অবস্থায়) স্থাপন করা হয়। এটি লক্ষ করা উচিত যে চিত্র 2-এ অর্ধেকটি কোষগুলি প্রচলিত প্রতীকী প্রতিনিধিত্বের ক্ষেত্রে বিপরীত অবস্থানে রয়েছে।

অ্যাপ্লিকেশন

বিভিন্ন ধাতবগুলির স্ট্যান্ডার্ড অক্সিডেশন সম্ভাবনাময়গুলি জানতে পেরে, এই ধাতবগুলি দিয়ে নির্মিত একটি গ্যালভ্যানিক কোষ উত্পাদন করবে এমন বৈদ্যুতিক শক্তি নির্ধারণ করা সম্ভব।

এই বিভাগে, আমরা অন্যান্য ধাতব দ্বারা নির্মিত একটি কোষের নেট ইলেক্ট্রোমোটেভ বল গণনা করার জন্য পূর্ববর্তী বিভাগগুলিতে যা বলেছিলাম তা প্রয়োগ করব।

প্রয়োগের উদাহরণ হিসাবে আমরা লোহা (ফে) এবং তামা (ঘনক) এর একটি গ্যালভ্যানিক সেল বিবেচনা করি। ডেটা হিসাবে নিম্নলিখিত হ্রাস প্রতিক্রিয়া এবং তাদের মান হ্রাস সম্ভাবনা দেওয়া হয়, যে 25ºC এবং 1M ঘনত্ব এ বলা হয়:

ফে ²⁺ _(এসি) + 2 ই ^- → ফে _{(গুলি)।} E1 _{নেটওয়ার্ক} = -0.44 ভি

কিউ ²⁺ _(এসি) + 2 ই ^- u চ _{(গুলি)।} E2 _লাল = +0.34 ভি

নিম্নলিখিত গ্যালভ্যানিক সেল দ্বারা উত্পাদিত নেট ইলেক্ট্রোমোটেভ বল অনুসন্ধান করতে বলা হয়:

ফে _{(গুলি)} -ফী ²⁺ ₍ একা ₎ (1 এম) - কিউ ²⁺ ₍ একা ₎ -কুই _{(গুলি)}

এই কোষে আয়রনটি অক্সিডাইজিং হয় এবং গ্যালভ্যানিক কোষের আনোড হয়, যখন তামাটি হ্রাস পাচ্ছে এবং এটি ক্যাথোড। আয়রনের জারণ ক্ষমতা তার হ্রাস সম্ভাবনার সাথে সমান তবে বিপরীত, যা E1 _{অক্সড} = +0.44।

এই গ্যালভ্যানিক সেল দ্বারা উত্পাদিত ইলেক্ট্রোমোটেভ শক্তি পেতে, আমরা তামা হ্রাস সম্ভাবনার সাথে লোহার জারণ সম্ভাবনা যুক্ত করি:

_ইমফ = ই 1 _{অক্সড} + ই 2 _লাল = -E1 _লাল + ই 2 _লাল = 0.44 ভি + 0.34 ভি = 0.78 ভি

দৈনন্দিন জীবনে গ্যালভ্যানিক সেল

প্রতিদিনের ব্যবহারের জন্য গ্যালভ্যানিক কোষগুলি ডায়ডটিক মডেল হিসাবে ব্যবহৃত যা আকারে খুব আলাদা তবে তাদের অপারেশন নীতিটি একই।

সর্বাধিক ব্যবহৃত সেলটি তার বিভিন্ন উপস্থাপনায় 1.5V ক্ষারীয় ব্যাটারি। প্রথম নামটি আসে কারণ এটি এমএফ বাড়ানোর জন্য সিরিজের সাথে সংযুক্ত কক্ষগুলির একটি সেট।

লিথিয়াম রিচার্জেবল ব্যাটারিগুলিও গ্যালভ্যানিক কোষগুলির মতো একই কার্যকরী নীতির উপর ভিত্তি করে এবং এটি স্মার্টফোন, ঘড়ি এবং অন্যান্য ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

একইভাবে, অটোমোবাইল, মোটরসাইকেল এবং নৌকাগুলির জন্য নেতৃত্বের ব্যাটারিগুলি 12 ভি এবং এটি গ্যালভ্যানিক সেলের একই অপারেটিং নীতি ভিত্তিক।

গ্যালভ্যানিক কোষগুলি নান্দনিকতা এবং পেশী পুনর্জন্মে ব্যবহৃত হয়। এমন মুখের চিকিত্সা রয়েছে যা রোলার বা গোলকের আকারে দুটি তড়িৎ দিয়ে ত্বককে পরিষ্কার করে ও সুর দেয় current

যে লোকেরা সিজদা অবস্থায় রয়েছে তাদের পেশী পুনরায় জন্মানোর জন্য বর্তমান ডালও প্রয়োগ করা হয়।

একটি বাড়িতে গ্যালভ্যানিক সেল নির্মাণ

বাড়িতে তৈরি গ্যালভ্যানিক সেল তৈরির অনেকগুলি উপায় রয়েছে। সরলতমগুলির মধ্যে একটি হ'ল দ্রবণ, ইস্পাত নখ এবং তামা তারের সাহায্যে ভিনেগার ব্যবহার করা।

উপকরণ

- ডিস্কোজেবল প্লাস্টিকের কাপ

-সাদা ভিনেগার

-দুই ইস্পাত স্ক্রু

খালি তামা তারের দুটি টুকরা (কোনও নিরোধক বা বার্নিশ নয়)

-এ ভোল্টমিটার

প্রক্রিয়া

ভিনেগার দিয়ে কাচের কিছু অংশ পূরণ করুন।

- তারের একাধিক পালা দিয়ে দুটি ইস্পাত স্ক্রুগুলিতে যোগদান করুন, তারের এক টুকরো আনওয়াউন্ড রেখে।

তামার তারের অনাবৃত প্রান্তটি একটি উল্টানো ইউ আকারে বাঁকানো হয় যাতে এটি কাচের রিমের উপরে থাকে এবং স্ক্রুগুলি ভিনেগারে নিমজ্জিত হয়।

চিত্র 3. বাড়িতে তৈরি গ্যালভ্যানিক সেল এবং মাল্টিমিটার। সূত্র: ইউটিউব ডটকম

তামা তারের আরও একটি টুকরাও একটি উল্টানো ইউতে বাঁকানো হয় এবং ডুবে যাওয়া স্ক্রুগুলির বিপরীতে ডায়ামেট্রিকভাবে বিপরীত অবস্থানে কাচের প্রান্তে ঝুলানো হয়, যাতে তামাটির একটি অংশ ভিনেগারের ভিতরে থাকে এবং তামাটির তারের অন্য অংশ বাইরে থাকে। কাচের।

ভোল্টমিটার সীসাগুলির বিনামূল্যে প্রান্তগুলি এই সাধারণ কোষ দ্বারা উত্পাদিত ইলেক্ট্রোমোটেভ শক্তি পরিমাপ করার জন্য সংযুক্ত থাকে। এই ধরণের কোষের ইমফ 0.5.V হয়। ক্ষারীয় ব্যাটারির ইমফ সমান করতে আরও দুটি কক্ষ তৈরি করতে এবং তিনটিতে সিরিজের সাথে যুক্ত হওয়া প্রয়োজন, যাতে 1.5V ব্যাটারি পাওয়া যায়

তথ্যসূত্র

1. বোর্নিও, আর। গ্যালভ্যানিক এবং ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষ। উদ্ধার করা হয়েছে: classdequimica.blogspot.com থেকে
2. সিডরন, জে। সাধারণ রসায়ন। PUCP। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: corinto.pucp.edu.pe
3. ফেরেরা, এল। বৈদ্যুতিনবিদ্যার পরিচিতি। পদার্থবিজ্ঞান বিভাগ ইউএনএএম। থেকে উদ্ধার: Depa.fquim.unam.mx।
4. উইকিপিডিয়া। বৈদ্যুতিন রাসায়নিক কোষ পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: es.wikedia.com.com থেকে।
5. উইকিপিডিয়া। গ্যালভ্যানিক সেল পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: es.wikedia.com.com থেকে।