Question:
Pourquoi les électrons ne se déplacent-ils pas à travers l'électrolyte (au lieu du circuit) dans une cellule galvanique?
Xman
2012-11-28 22:12:33 UTC
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J'étais en train d'apprendre les cellules galvaniques et j'avais du mal à comprendre pourquoi les électrons ne voyagent pas à travers les solutions électrolytiques elles-mêmes, préférant au contraire voyager à travers les métaux. Les électrons peuvent-ils traverser une solution électrolytique?

Imaginez une cellule galvanique, sans le câblage entre les deux électrodes et à la place, nous n'avons que le pont de sel. Les électrons (bien que cela soit très défavorable) ne traverseront-ils pas le pont de sel et les solutions? En d'autres termes, la transformation des électrodes se produira-t-elle?

Cinq réponses:
permeakra
2012-11-29 01:30:35 UTC
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Pas dans l'eau. L'électron libre dans l'eau est vraiment défavorable, donc aucune concentration significative d'entre eux ne peut être générée chimiquement, et cela réduit presque immédiatement l'eau elle-même en hydrogène (mais j'ai entendu des rumeurs sur la génération d'électrons solvatés dans l'eau dans une expérience très spéciale avec une demi-vie courte)

Dans le liquide $ \ ce {NH_3} $, cependant, des électrons solvatés peuvent se produire, de sorte que l'autodécharge des cellules galvaniques avec un électrolyte à base de $ \ ce {NH_3} $ peut se produire lors du déplacement d'électrons via l'électrolyte .

Mais nous avons des ions dans l'eau. L'eau ne peut-elle donc pas servir de conducteur dans ce cas?
retriever123
2019-03-27 22:01:23 UTC
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Vous remettez en question la déconnexion intuitive causée par la plupart des dessins de cellules galvaniques qui semblent supposer que la solution d'électrolyte dans le pont de sel ne conduit pas l'électricité, alors examinons.

Imaginez un Zn / Cu $ ^ {2 +} $ cellule avec électrodes espacées de 5 cm dans une solution à 3,5% de NaCl avec un tube (1 cm $ ^ 2 $ section transversale) de la solution comme pont de sel pour la charge d'équilibrage.

La résistance électrique (R = $ \ rho $ l / A) de notre solution de pont de sel NaCl 0,05 mx 1 cm $ ^ 2 $ est:

$$ \ frac {0,2 \ ohms * m} {} * \ frac {0,05 \ * m \ (longueur)} {10 ^ {- 4} m ^ 2 \ (section \ aire)} = 100 \ ohms $$

Compte tenu de l'EMF prédit de 1,1 Volts pour cette cellule, le courant attendu ( $ I = V / R $ ) à travers le pont de sel est: $ 1,1V / 100 \ ohms \ = 0,011 \ amps $ s pan>

Ce courant peut être négligeable dans un dessin de cellule galvanique par rapport au courant traversant un fil ou une charge à faible résistance. Cependant, cela ferait une batterie terrible pour les usages les plus courants, car une batterie AA typique (3000 mAh) serait complètement morte en moins de 2 semaines si elle fuyait réellement à ce rythme!

Il semble donc que votre intuition a fondamentalement raison ... jusqu'à ce que vous compreniez ce que les modèles omettent. Dans les véritables conceptions de piles alcalines, la cathode, l'électrolyte et l'anode sont très étroitement pris en sandwich avec une très grande surface, donnant une excellente conductivité à travers l'électrolyte (et donc une très faible résistance). Cependant, ces couches sont séparées par une membrane qui laisse passer les ions mais a une très haute résistance au courant électrique.

Sources: https://www.thoughtco.com/table-of-electrical -resistivity-conductivity-608499 (résistance à l'eau de mer) https://en.wikipedia.org/wiki/Alkaline_battery (conception de piles alcalines)

user7698
2014-09-04 18:50:48 UTC
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Les électrons ne peuvent pas survivre à l'état aqueux. Étant une particule subatomique chargée, l'électron doit rester proche des protons qui sont situés au centre de l'atome. Par conséquent, l'électron peut passer d'un atome à un autre qui sont étroitement emballés, ce que nous avons dans un solide.

user38064
2016-11-30 03:31:59 UTC
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Les électrons peuvent traverser la solution électrolytique, mais les électrons empruntent le chemin avec la résistance la plus faible, la solution a une résistance relativement plus élevée par rapport au circuit externe. Par conséquent, l'électron prend le chemin du circuit extérieur.

Qubit1028
2016-05-25 02:04:44 UTC
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Pensez peut-être simplement à cela comme aux électrons qui traversent l'électrolyte sur les atomes relativement géants et mobiles qui composent les ions dans la solution. Si vous vouliez vraiment forcer ces électrons à voyager par eux-mêmes à travers l'électrolyte, vous devrez augmenter considérablement la tension. Des milliers de volts seraient nécessaires pour fournir aux électrons suffisamment d'énergie pour déchirer l'électrolyte (c.-à-d. Rupture diélectrique).

Une autre façon de faire circuler l'électricité à travers un électrolyte, même si les électrons ne circulent toujours pas, est d'imposer un courant alternatif à travers une cellule. À une fréquence suffisamment élevée (généralement dans la plage de kHz), le courant peut court-circuiter la capacité à chaque électrode. C'est généralement ainsi que les mesures de conductivité sont effectuées sur les liquides.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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