Bateria Volta și bazele electricității

Bateria Volta  și bazele electricității

Acest material a fost transmis spre publicare la Societatea Regală de Chimie - Chem Communications. 
Citește la sfârșitul articolului... de ce astfel de studiu nu poate fi publicat în știința oficială ...

În acest studiu sunt propuse câteva experimente care pot aduce o nouă interpretare pentru bateria Volta. Experimentele pun în evidență efectul neobișnuit pe care îl are sarea de bucătărie atunci când este adăugată la electrolit (apă), și impactul impresionant al acestei acțiuni asupra magnitudinii curentului electric generat. Efectul nu poate fi interpretat în cadrul științei actuale și, prin urmare, un nou cadru teoretic pentru conversia energiei chimice în energie electrică trebuie să fie propus.
Putem considera că bateria Volta reprezintă începutul electricițății ca știință, dar, din păcate puține texte științifice aduc aminte de această baterie, și din păcate nu am gasit nici unul care sa o analizeze in detaliu. Istoric vorbind, Alessandro Volta a inventat pila care ii poarta numele și a descoperit prima metodă practică de generare a energiei electrice. Bateria a fost construită prin alternarea unor discuri de zinc și cupru avand niste bucăți de carton înmuiate în saramură între ele; drept consecința a acestui aranjament experimental, un curent electric a fost măsurat între electrozii externi de Zn si Cu. Mai târziu Volta a testat diferite cupluri de metale și a început o clasificare a cuplurilor în funcție de eficiența lor.

 Experimentele ce urmează se concentrează pe importanța ,,sării de bucătărie în soluție " și modul în care aceasta contribuie la amplificarea curentului generat de baterie.

 Partea experimentală

O fâșie de Zn și una de Cu se introduc în apă deionizată și tensiunea, respectiv curentul generat între acești electrozi sunt măsurate cu un voltmetru respectiv ampermetru. În experimentele noastre suprafața fâșiei de Cu sau Zn este de aproximativ 3 cm² și când aproximativ 1 cm² din fiecare dintre ele este imersată în apă curentul în circuit este de aproximativ 12 microA; o diferență de potențial de 0,72 V poate fi detectată de un voltmetru. Ambii electrozi sunt fixați cu niște dispozitive mecanice, în scopul de a avea o suprafață constantă a contactului între aceste electrozi  și apă.

 Apoi, păstrând ampermetru deschis, o linguriță de sare de bucătărie este aruncată în apă. Imediat (chiar înainte de dizolvarea sării), curentul în circuitul creste la 1,05 mA .

Dacă suplimentar soluția se agită cu ajutorul unui agitator magnetic, curentul în circuit  crește ulterior la 4 mA .

 Interpretarea experimentului

Este greu de crezut că fizica  și chimia actuală susținute de un aparat matematic sofisticat nu sunt în măsură să ofere o explicație coerentă pentru prima baterie electrică construit vreodată. Prin urmare, în orice carte stiintifica aceasta prima baterie facută de Alessandro Volta este amintită  ca o curiozitate științifică.
Conform interpretării actuale o baterie funcționează pe baza unei particularități specifice a reacțiilor redox. Într-o reacție redox comună există o oxidare și reducerea nonlocalizată, în întregul volum sau la nivelul intregii mase a reactanților. În acest caz, transferul de electroni are loc la nivel molecular, direct între agentul de oxidare și agent de reducere.
Într-o baterie, se consideră că oxidarea are loc la un electrod și reducerea la un alt electron și, prin urmare, electronii trebuie să facă o excursie prin circuitul exterior, unde sunt puși să mai efectueze un lucru mecanic suplimentar. 
Pentru bateria Volta, singura reacție posibilă este între Zn și apă, după cum urmează :

Zn + H₂O = Zn(OH)₂ + H₂
În conditii obisnuite, cupru nu reacționează cu apa; de asemenea, până la aceasta dată nu există nici o certare științifică pentru o posibilă reacție suplimentară între soluție de clorură de sodiu și zinc sau cupru. De asemenea, NaCl nu este nici catalizator pentru reacția între Zinc și apă. Pe baza perceptelor teoretice cunoscute, când tăria ionică a unei soluții crește, o reacție ionică trebuie să aibă loc cu o viteză mai mică, și atunci ar trebui ca sa avem o diminuare a curentului electric in circuit.

Ca urmare, în cadrul fizicii actuale si chimie nu există nici un motiv pentru care apa sărată amplifică un curent electric în circuitul exterior, cu un factor de aproximativ o mie. Nu există nici o explicație coerentă de ce agitarea mecanică a soluției de NaCl crește de patru ori curentul electric din nou .... Se poate presupune că agitația contribuie la creșterea vitezei de reacție (hidrogen este mai ușor de îndepărtat, suprafața de reacție crește), dar nu poate explica dimensiunea  efectului observat .
Pentru a avea o creștere de curent, anioni clorură ar trebui să trimită un electron prin circuit exterior și în cele din urmă un atom de sodiu ar trebui să-l capteze la celalalt electrod. Dar sarea de bucatarie nu poate afecta acest proces ... sau poate am putea presupune ca exista un nou efect tunel în chimie ....

 Concluzii

În cadrul științei actuale, nu este posibil să se formuleze o explicație coerentă pentru ,, efectul sării de bucătărie" în cazul bateriei Volta. Aplicând ecuația Nernst pentru apa pură sau soluție de sare de bucătărie, există o predicție pentru o schimbare mică în cazul potențialelor de electrozi, dar intensitatea curentului electric în circuitul extern trebuie să rămână aproximativ constantă în prezenta sau abesnța clorurii de sodiu.  
Dacă acceptăm că energia chimică este transformată în energie electrică, adăugarea de clorură de sodiu nu schimbă cursul reacțiilor in sistem și în cel mai fericit caz ar trebui să observăm o scădere a curentului electric ca urmare a creșterii tăriei ionice a soluției.

Volta baterie are nevoie de o nouă explicație ca de fapt, întreaga electrochimie ...

Concluzii:

În noua definiție un curent electric nu are nimic de-a face cu o mișcare a sarcinilor electrice.
Cadrul de conversie a energiei chimice în energie electrică este complet schimbat.

From: "Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea." <Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea.;

To: Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea.
Sent: Wednesday, May 29, 2013 6:12 PM
Subject: ChemComm - Decision on Manuscripts ID CC-COM-05-2013-043664, 043842, 043956 and 043995

 29-May-2013

 Dear Dr Cosofret:

 MANUSCRIPT ID: CC-COM-05-2013-043664
TITLE: Under voltage electrolysis and foundation of exact sciences
AUTHORS: Cosofret, Sorin

 MANUSCRIPT ID: CC-COM-05-2013-043842
TITLE: Concentration cell and foundation of electrochemistry
AUTHORS: Cosofret, Sorin

 MANUSCRIPT ID: CC-COM-05-2013-043956
TITLE: Volta Battery and the basis of electricity
AUTHORS: Cosofret, Sorin

 MANUSCRIPT ID: CC-COM-05-2013-043995
TITLE: Can electrodes double oxidation phenomena generate an electric current?
AUTHORS: Cosofret, Sorin

 Thank you for your submissions to ChemComm, which I have read with interest. I regret to inform you however that this manuscript will not be considered further as a submission to the journal. All manuscripts submitted to ChemComm are initially evaluated by the Editors to ensure they meet the essential criteria for publication in the journal. I'm sorry to say that on this occasion your articles will undergo no further processing.

 In the justification accompanying manuscript CC-COM-05-2013-043664, you mention that the article is already part of a published book. As the content is already published and in the public domain, we cannot consider it for publication in ChemComm as it is a breach of the terms of our Licence to Publish, in particular Section 2, which states that:

 (c) the Work has not been and will not prior to publication by the RSC be published, with the sole exception of
deposition of the pre-submitted manuscript in non-commercial subject repository(ies).

 Furthermore, we do not feel that that a series of stand-alone experiments warrants publication as a series of communications.

 Papers published in ChemComm should report preliminary accounts of original and significant research that will appeal to a wide general readership or be of great interest to the specialist. The rejection rate for papers submitted to ChemComm is ~70%. Further information regarding our policy on the initial assessment of submissions can be found on our website at http://www.rsc.org/Publishing/Journals/guidelines/AuthorGuidelines/JournalPolicy/initialassessment/index.asp

 I am sorry not to have better news for you. Thank you for giving us the opportunity to consider this work; we wish you every success should you decide to submit the article elsewhere. Thank you for your interest in ChemComm.

 Yours sincerely,

 Ellie

 Dr Eleanor A. Merritt, MRSC
Publishing Editor, ChemComm and Chemical Science

 Royal Society of Chemistry, Thomas Graham House,
Science Park, Milton Road, Cambridge, CB4 0WF, UK
Email: Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea. Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea.