السلسلة الكهروكيميائية

تستطيع البطارية تمرير الإلكترونات عبر سلك. إنها مصدر للتيار الكهربائي. جهد البطارية يوضح مدى رغبة الإلكترونات في التحرك من أحد جانبي البطارية للآخر. يمكننا إنشاء بطارية بسيطة باستخدام معدنين بسيطين. معدن تفقد ذراته الإلكترونات وتصبح أيونات معدنية، والمعدن يبدأ في شكل أيوني، ويلتقط الإلكترونات. هنا، ذرات المغنيسيوم هي التي تفقد إلكتروناتها... ...وأيونات النحاس هي التي تلتقط الإلكترونات. تتحرك الإلكترونات عبر موصل كهربائي. الفرق في النبل بين المعدنين هو الذي يحدد مقدار الجهد عبر الموصل. هذا الفولتميتر يوضح مقدار زيادة نبل النحاس عن المغنيسيوم. لمقارنة النبل في عدة معادن مختلفة، علينا إنشاء التجارب بنفس الطريقة في كل مرة. لفعل ذلك، علينا بناء التجارب باستخدام قواعد معينة - طريقة معيارية لقياس النبل. في هذه الحالة، نقيس الجهد بين المغنيسيوم المعدني وأيونات النحاس. علينا وضع المغنيسيوم المعدني في محلول يحتوي على أيونات المغنيسيوم. يجب أن يتصل المحلول الذي يحتوي على أيونات النحاس بقطعة من النحاس المعدني. ثم علينا التأكد من تساوي عدد الأيونات في كلا المحلولين - نفس التركيز من كل من أيونات المغنيسيوم وأيونات النحاس. عندما تتحق هذه الشروط، يكون الجهد بين المغنيسيوم والنحاس 2‪,‬71 فولت. يزيد نبل النحاس بمقدار 2‪,‬71 فولت عن المغنيسيوم. يمكننا بهذه الطريقة مقارنة المعادن المختلفة ببعضها ووضعها على مقياس للنبل. الجهد يعني الفرق المتوقع، لذا يسمى هذا المقياس بقائمة الجهود القياسية. المغنيسيوم هنا، والنحاس هنا. الفرق بينهما على المقياس هو 2‪,‬71 فولت. إذا قسنا الفرق بين النحاس والفضة، نحصل على 0‪,‬46 فولت. يزيد نبل الفضة بـ 0‪,‬46 فولت عن النحاس. ماذا سيكون إذا فرق الجهد بين المغنيسيوم والفضة؟ مجموع الفرقين: ...3‪,‬17 فولت. في أعلى قائمة الجهود القياسية، نجد الذهب. إنه أكثر المعادن نبلا. في أسفل القائمة نجد الليثيوم. الفرق بين الليثيوم والذهب هو 4‪,‬56 فولت. هذه بطارية بجهد 4‪,‬5 فولت. هل هي بطارية من الليثيوم والذهب إذا؟ لا. يمكننا توصيل عدة بطاريات كخلايا لزيادة الجهد. يوجد داخل هذه البطارية ثلاثة خلايا، كل منها توفر 1‪,‬5 فولت، وبطارية السيارة هذه بها ستة خلايا، كل منها بجهد 2 فولت، بإجمالي اثنا عشر فولت. لذا ففرق الجهد بين معدنين يتحدد بنسبة الفرق في النبل بين المعدنين. يمكننا قياس الفرق في النبل باستخدام فولتميتر، ووضع المعادن على مقياس للجهد - قائمة الجهود القياسية. كلما زاد الفرق بين معدنين على المقياس، كلما زاد فرق الجهد بينمها. تتكون البطاريات عادة من عدة خلايا كهروكيميائية، لتتمكن من توفير جهد أعلى.