Galvanik piller iki yarı hücrenin iletken tel ve tuz köprüsüyle birbirine bağlandığı sistemlerdir. Bu sistemde iletken tel, anotyarı hücresindeki elektrodun yükseltgenmesiyle açığaçı kan elektronları katot elektroda iletir. Zamanla galvanik hücrenin anot yarı hücresinde pozitif, katot yarı hücresinde negatif yük fazlalığı oluşur.
Galvanik Piller
Tuz köprüsündeki katyonlar katot yarı hücresine, anyonlar anot yarı hücresine geçerek yük denkliğini sağlar.
Galvanik pil, tuz köprüsü olmadan çalışmaz. Çünkü tuz köprüsü yarı hücrelerdeki yük denkliğini sağlar.
Galvanik bir pilin potansiyeli, elektrot ve elektrolitlerin cinsine, iyonların derişim ve sıcaklığına bağlıdır.
Galvanik hücrenin büyüklüğü, çözelti hacmi(sıcaklık ve derişimi sabit kalmak şartıyla), elektrodun temas yüzeyi ve kütlesi, pil potansiyelini etkilemez.
Galvanik hücre hacim olarak büyüdükçe pilin voltajı değişmez fakat ömrü uzar.
Elektrolitlerin derişimleri ve elektrotların büyüklüğü arttıkça pilin ömrü uzar. Örneğin 1,5 V’luk farklı büyüklüklerdeki pillerin voltajları aynı olmasına rağmen ömürleri farklıdır.
Elektrot büyüklüğü fazla olan pilin ömrü daha uzundur.
Galvanik hücrede anot yarı hücresinde zamanla pozitif, katot yarı hücresinde negatif yük fazlalığının oluşması pilin ömrünü azaltır.
Galvanik pillerde yarı hücreler arasındaki etkileşim ve pilin potansiyeli, elektrot olarak kullanılan metallerin aktiflikleriyle ilgilidir.
Metallerin aktifliklerine göre elektronlar yarı hücreler arasında hareket ederek pil potansiyelini oluşturur.
Al-Pb ve Mg-Pb galvanik pilleri incelenecek olursa, aktifliği fazla olan Mg elementi ile oluşturulan pilin potansiyelinin, aktifliği az olan Al elementiyle oluşturulan pilden daha yüksek olduğu görülür.
nSO4 çözeltisine Zn elektrot,CuSO4çözeltisine Cu elektrot batırılıp her iki yarı hücre iletken bir tel ve tuz köprüsüyle birbirine bağlandığında sistemin elektrik ürettiği voltmetre yardımıyla görülür.
Bu elektro kimyasal pilde Zn elektrot zamanla aşınır, ZnSO4 çözeltisindeki Zn2+derişimi artar.
Cu elektrot üzerinde Cu katısı toplanır, CuSO4 çözeltisindeki Cu2+iyonlarının derişimi azalır.
Böylece Zn elektrodun anot, Cu elektrodun katot olduğu anlaşılır.
Pil çalışırken anotta pozitif (+) yükmiktarıartar, katotta ise azalır. Çözeltilerdeki yük denkliği bozulur. Yük denkliğinin tekrar sağlanması için tuz köprüsündeki anyonlar anoda, katyonlar ise katoda hareket eder.
Galvanik Piller
Tuz köprüsündeki katyonlar katot yarı hücresine, anyonlar anot yarı hücresine geçerek yük denkliğini sağlar.
Galvanik pil, tuz köprüsü olmadan çalışmaz. Çünkü tuz köprüsü yarı hücrelerdeki yük denkliğini sağlar.
Galvanik bir pilin potansiyeli, elektrot ve elektrolitlerin cinsine, iyonların derişim ve sıcaklığına bağlıdır.
Galvanik hücrenin büyüklüğü, çözelti hacmi(sıcaklık ve derişimi sabit kalmak şartıyla), elektrodun temas yüzeyi ve kütlesi, pil potansiyelini etkilemez.
Galvanik hücre hacim olarak büyüdükçe pilin voltajı değişmez fakat ömrü uzar.
Elektrolitlerin derişimleri ve elektrotların büyüklüğü arttıkça pilin ömrü uzar. Örneğin 1,5 V’luk farklı büyüklüklerdeki pillerin voltajları aynı olmasına rağmen ömürleri farklıdır.
Elektrot büyüklüğü fazla olan pilin ömrü daha uzundur.
Galvanik hücrede anot yarı hücresinde zamanla pozitif, katot yarı hücresinde negatif yük fazlalığının oluşması pilin ömrünü azaltır.
Galvanik pillerde yarı hücreler arasındaki etkileşim ve pilin potansiyeli, elektrot olarak kullanılan metallerin aktiflikleriyle ilgilidir.
Metallerin aktifliklerine göre elektronlar yarı hücreler arasında hareket ederek pil potansiyelini oluşturur.
Al-Pb ve Mg-Pb galvanik pilleri incelenecek olursa, aktifliği fazla olan Mg elementi ile oluşturulan pilin potansiyelinin, aktifliği az olan Al elementiyle oluşturulan pilden daha yüksek olduğu görülür.
nSO4 çözeltisine Zn elektrot,CuSO4çözeltisine Cu elektrot batırılıp her iki yarı hücre iletken bir tel ve tuz köprüsüyle birbirine bağlandığında sistemin elektrik ürettiği voltmetre yardımıyla görülür.
Bu elektro kimyasal pilde Zn elektrot zamanla aşınır, ZnSO4 çözeltisindeki Zn2+derişimi artar.
Cu elektrot üzerinde Cu katısı toplanır, CuSO4 çözeltisindeki Cu2+iyonlarının derişimi azalır.
Böylece Zn elektrodun anot, Cu elektrodun katot olduğu anlaşılır.
Pil çalışırken anotta pozitif (+) yükmiktarıartar, katotta ise azalır. Çözeltilerdeki yük denkliği bozulur. Yük denkliğinin tekrar sağlanması için tuz köprüsündeki anyonlar anoda, katyonlar ise katoda hareket eder.