Effetto Volta e Pila di Volta
e altre pile - Cenni di teoria
Tutto comincia con Galvani che crede
di aver trovato l’elettricità animale.
Volta ribatte con tre semplici, eleganti
esperimenti con diversi conduttori
Toccare il piatto dell’elettroscopio col
rame o col ferro non è la stessa cosa,
anche se due sfere uguali di rame o ferro
hanno la stessa capacità (che dipende
invece dal mezzo in cui si trovano).
Si noti lo strumento inventato da Volta per
evidenziare piccoli potenziali: è chiamato
elettroscopio condensatore. Caricato il
piatto in basso (che sostituisce il pomo)
quello sopra si carica per induzione. Se
poi viene allontanato C diminuisce ma,
essendo Q = CV = costante, V aumenta
tanto da poter vedere le foglie divaricare.
Qui per la 1°volta entrano in gioco i
liquidi, che Volta chiama conduttori
di 2° specie (i metallo sono di 1°).
E’ proprio grazie ad essi che Volta propone al
mondo per la 1°… volta la corrente elettrica
nell’anno 1801. Tra due metalli diversi si crea
solo una differenza di potenziale in quanto la
corrente richiede energia che si libera soltanto
con le reazioni chimiche liquido – metallo.
Ecco perché si chiama pila! Volta le
faceva molto alte per avere alte d. d. p.
In esse ci sono infatti tante elementi di pila
messi IN SERIE (come elefanti in fila dove
la proboscide [+] di chi sta dietro si attacca
alla coda [-] di chi è davanti). Cosi facendo
le d. d. p. si sommano. Collegando poi due
pile uguali “+ con +, – con –” la tensione (i
Volt) non cambia mentre raddoppia la
corrente (gli Ampere). Questo nuovo tipo
di collegamento è detto IN PARALLELO.
Così giustifichiamo l’Effetto Volta: il
rame ruba elettroni allo zinco (ma il
furto è un …lavoro di estrazione!)
Tra due metallo gli elettroni di conduzione
(uno per atomo, in genere) gli elettroni
possono passare mentre non riescono
invece ad abbandonare i due metalli. Gli
elettroni esterni (trattenuti dai nuclei che
stanno sotto) formano infatti una barriera.
Per vincerla ci vogliono altre armi. Ecco ora
le spiegazioni per chi vuol saperne di più.
Ma, nella sostanza, come si
passa dall’Effetto Volta alla Pila ?
Ecco qualche spiegazione
introduttiva in proposito
Naturalmente la pila di Volta è oggi un
pezzo da museo (e per ottenerla basta
ad es. infilzare una patata con un
chiodo e un pezzo di filo di rame)
La pila Leclanché (oggi largamente superata da tante
altre, ad es. le pile alcaline al Ni-Cd) è la classica pila a
secco, quella dei nostri nonni. Resiste invece il vecchio
accumulatore al piombo, ancora usato in tutte le auto.
Concludiamo accennando alla
fondamentale teoria di Nerst,
dove ad ogni reazione ox-redox è
associato un potenziale (per soluzioni
molari e t ambiente = 25° C = cost.)
Zn Zn++ + 2 e- (-0,76 V)
Cu  Cu++ + 2 e- (+0,34 V) da cui, nella pila
Daniell, segue subito, a T ambiente: DV = 1,1V . Lo
zero di questa scala, che va da: Li Li+ + e- (-3,03 V)
a: 2 F -  F2 (+ 2,87 V) corrisponde ad aver posto:
H  H+ + e- (0,00 V). L’elettrodo a idrogeno è cioè
assunto come potenziale ox–redox nullo.
AD es.