STORIA
GALVANI
Prof.ssa Maria Denis Passetti
della PILA
e VOLTA
Bologna 1737 – Bologna 1798
Medico, fisico, fisiologo
Galvani è maggiormente
ricordato per i suoi studi sulla
cosiddetta
“elettricità animale”
Galvani studiava i
muscoli delle zampe
delle rane e, un giorno,
notò che i muscoli delle
zampe di una rana si
contraevano (come
fossero vive) quando
venivano toccate dai
bracci di un compasso
formato da 2 metalli
diversi (rame e zinco)
Galvani interpretò il
fenomeno come:
ELETTRICITA’
ANIMALE
Alessandro VOLTA
1745-1827
Volta era molto scettico nei
riguardi della cosiddetta
elettricità animale!
Cominciò a ripetere le
esperienze di Galvani, e…..
non ebbe più dubbi:
“Sono i metalli i
generatori dell’elettricità!”
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IPOTESI
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Rame
Zinco
Cu
Zn
Il contatto di due metalli diversi
genera uno “squilibrio” di
elettroni o, come si dice oggi,
una differenza di potenziale
(d.d.p.)
Il RAME ( elettronegativo)
tende a catturare alcuni elettroni
allo ZINCO (elettropositivo),
il quale ha la tendenza a cederne.
Questo passaggio di
ELETTRONI
avviene una volta sola
e viene evidenziato
dalla contrazione
dei muscoli
della rana.
IPOTESI
Volta ipotizzò:
“Se riesco a togliere elettroni
al Rame e li riporto allo
Zinco…….…..
si mantiene costante la d.d.p.
e gli elettroni viaggiano
continuamente dallo
ZINCO (che li cede) al
RAME (che li attira)
creando una
corrente elettrica continua”
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RAME
ZINCO
Cu
Zn
• La prima pila è stata inventata nel 1799 dal
fisico italiano Alessandro Volta. Egli realizzò
questo dispositivo “impilando” diverse coppie di
dischi di zinco e di rame separati da un panno
imbevuto di acido solforico (H2SO4).
• I due metalli a contatto con la soluzione
elettrolitica tendono a caricarsi, generando una
piccola ddp.
• Sommando i contributi delle diverse coppie di
dischi, otteniamo la ddp della pila.
• L’acido presente nella pila ha proprio la
funzione di
togliere elettroni al RAME
che, essendo elettronegativo, continuerà a
richiamare elettroni allo ZINCO.
• Se tra i due metalli inseriamo un oggetto,
questo rileverà il passaggio della corrente
• All'interno della soluzione l'acido solforico
si dissocia in ioni solfato negativi SO4 -- e
ioni idrogeno positivi H+;
• H2SO4 =
SO4 -• gli ioni negativi SO4-si uniscono con
gli ioni zinco Zn++ positivi
formando il
solfato di zinco ZnSO4
La lastrina di zinco lentamente si consuma
e
2H+
Zn++
Zn++
SO4 –
SO4 –
SO4 --
ZnSO4
ZnSO4
• gli ioni positivi H+ vengono attratti verso
la lastrina di rame
H2
acquistano gli elettroni
- H2
ed escono dalla soluzione
- sotto forma di idrogeno gassoso H2.
gas
Il Rame, in carenza di elettroni,
li richiama dallo Zinco e
H+ H+
Il flusso degli elettroni,
H+
H+
che va dallo zinco al rame, è continuo:
si è appunto generata una corrente continua
di elettroni che va dalla piastra di zinco a quella di rame.
• La pila si esaurisce quando tutto l'acido si è trasformato in solfato di
zinco ed idrogeno gassoso oppure quando la lastrina di zinco si è
consumata
La pila zinco-carbone.
Inventata da G.Leclanché nel 1868,
la pila zinco-carbone è tuttora in
commercio ed è largamente usata.
L'elettrodo negativo è formato
da una capsula di zinco
al cui interno si trova un'asticciola di
carbone (elettrodo positivo) immersa
in una massa di carbone e
biossido di manganese (MnO2)
impregnata con una soluzione
acquosa di cloruro di ammonio
(NH4Cl) (elettrolito).
•
– Per la loro economicità,
le pile zinco-carbone
sono preferite nelle
applicazioni con basso
assorbimento di corrente.
L’involucro di zinco
lentamente si corrode.
Esse sono però soggette al
fenomeno dell'autoscarica
più delle altre pile.
Le pile alcaline
• Sviluppate negli anni Sessanta dalla Mallory
(ora Duracell), le pile alcaline utilizzano
anch'esse zinco e biossido di manganese,
come le pile zinco-carbone, ma i due elettrodi
hanno struttura porosa, e l'elettrolito è un
composto alcalino:
idrossido di potassio KOH.
Queste modifiche hanno consentito di
triplicare la durata di scarica rispetto alle pile
zinco-carbone.
Le pile al litio.
• Il basso peso specifico e l'alto
potenziale elettrico del litio rendono
questo elemento chimico molto
interessante per la costruzione di pile
di elevata capacità specifica
Ora sta a VOI
……………….
STUDIARE