Kimyasallardan Elektrik Üretimi video 12. sınıf Hocalara Geldik

Galvanik Piller

Galvanik piller iki yarı hücrenin iletken tel ve tuz köprüsüyle birbirine bağlandığı sistemlerdir. Bu sistemde iletken tel, anot yarı hücresindeki elektrodun yükseltgenmesiyle açığa çıkan elektronları katot elektroda iletir. Zamanla galvanik hücrenin anot yarı hücresinde pozitif, katot yarı hücresinde negatif yük fazlalığı oluşur. 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.

Pillerin Ömrü

Piller için ömür kavramını ay veya yıl olarak tanımlamak yerine “çevrim ömrü” olarak ifade etmek daha doğrudur. Buna göre bir şarj (dolum) ve bunu takiben yapılacak bir deşarj (boşaltma) işleminin karşılığına bir çevrim denilmektedir. Şarj edilebilir pillerde 500-1500 çevrime ulaşılabilmektedir. Pilin başlangıçta sahip olduğu enerji kapasitesi her bir çevrim sonucunda bir miktar azalır. Bu nedenle pillerin şarj-deşarj döngüsü sağlanmadan sürekli şarj edilmesi yıpranmayı hızlandıran etkenlerden birisidir. Isınma, pil bünyesindeki gerilim ve sıcaklık farklılıkları, kimyasal reaksiyonları etkileyen önemli faktörlerdir. Sıcaklık, kimyasal reaksiyonların hızını artırır ancak istenmeyen reaksiyonların oluşmasına da neden olur. Sıcaklıktaki artış, pillerde kendiliğinden ortaya çıkan şarj kaybı hızını artırır. Cep telefonlarının, tabletlerin, dizüstü bilgisayarların uzun süre kullanılmadığında pillerinin kendiliğinden boşaldığı görülür. Uzun süre şarj edilmeyen pil, zamanla “derin boşalma” durumuna ulaşarak artık şarj edilemez hâle gelir ve ömrünü tamamlar.