Bir pilin çalışma şekli

Elektrokimyasal evreler yardımıyla elektrik gerilimi oluşturulabilmektedir. Piller iki farklı akım ileten elementten ve bir elektrolitten meydana gelir. Bu cins bir eleman primer pil olarak tanınır. Bir elektrolit içine daldırılmış metal bir elektrotun daima metal iyonları halinde çözeltiye geçme eğilimi vardır, yani bir başka deyişle metal elektron vermeye isteklidir. Bunun için metal elektrot elektriksel olarak negatif elektrolit ise pozitiftir. Basit bir anlatımla bir pilde gerilim böyle oluşmaktadır. Elektrotlar aynı maddeden oluşmuş ise bunlar arasında bir gerilim söz konusu olmaz. Çünkü her bir elektrotun elektrolite göre gerilimleri aynı ancak ters yöndedir. Bu nedenle bu gerilimler birbirlerini yok ederler.

Gerilim sırası

Karbon kurşun bakır ve demir gibi çeşitli elektrotlardan oluşmuş ve elektrolit olarak seyreltik sülfürik asitin kullanıldığı bir çok pil yapılsa ve bunların gerilimleri ölçülse çeşitli değerler elde edilir. Çünkü gerilimler elektrotun elementlerine göre farklılık gösterir.

Yoğunluğu saptanmış bir tuz çözeltisi içinde farklı farklı elementlerin gerilimleri ölçülmüş ve bunlar yandaki gerilim tablosuna geçirilmiştir. Ölçüm esnasında ikinci elektrot olarak hep aynı hidrojen elektrotu kullanılmıştır. Bu tabloya göre bir pili oluşturan elementlerin gerilim sırası birbirinden ne kadar uzak ise bunların bir elektrolit içindeki gerilimi o kadar büyük olur. Örneğin bakır ve çinko çubuklar uygun bir elektrolit içine daldırıldığında, bakırda + 0,34 V’luk çinkoda ise  – 0,76 V’luk gerilimler oluşacaktır. Bu çubukların birbirine göre gerilimi  +0,34 V – ( – 0,76 V) = 1,1 V olarak ölçülür. Kurala göre bir pilde daha negatif olan elektrot daima çözeltiye geçer; yani bu örnekte çinko çözeltiye geçecektir.

Piller içerisinde kullanılan elektrotların cinsi o pilin gerilimini belirler.

Elektrotların polaritesi gerilim sırasına bağlıdır.

Pil geriliminin ayrıca elektrolitin cinsine ve yoğunluğuna da bağlı olduğu unutulmamalıdır.

Elektrolitik Polarizasyon

Bir bakır-çinko pilinin ( seyreltik sülfürik asit içinde bakır ve çinko elektrot ) kutuplarına 1,2 V’luk bir lamba bağlandığında, lamba önce parlak yanacak, sonra yavaş yavaş sönmeye başlayacaktır. Bakır elektrot üzerine dikkat edildiğinde gaz kabarcıkları görülecektir. Bu olay şöyle açıklanabilir.

Akım devresinin kurulmasıyla suda bulunan hidrojen iyonları bakır elektrota doğru hareket ederler ve buradan elektron alarak hidrojen gazı haline geçerler. Gaz kabarcıkları halinde elektrot üzerinde toplanan hidrojenin gerilim sırasında bakıra göre çinkoya karşı daha düşük bir gerilimi vardır. Ayrıca bu gaz kabarcıkları elektrot üzerinde yalıtkan bir tabaka da oluşturmakta ve akım geçişini engellemektedir. Böyle bir oluşum elektrolitik polarizasyon olarak tanımlanır. Polarizasyonu önlemek ve pilden devamlı düzgün akım çekebilmek için bu oluşumu önleyecek maddeler araştırılmıştır. Bu maddeler depolarizatör olarak tanınır. Depolarizatörler açığa çıkan hidrojeni kimyasal olarak bağlayarak ve su oluşturarak elektrolitik polarizasyon oluşumuna engel olurlar. Bitmiş piller akıtırlar buna rastlamışsınızdır. Bitmiş pillerin akıtması bu nedenle oluşan suyun bir sonucudur.

Kullanım Tavsiyeleri

Gereksiz yere pil alıp saklanmamalıdır. Saklanması gerekiyorsa buzdolabından faydalanılmalıdır. Pillerin kutuplarını birbirine değdirmekten kaçınılmalıdır. Aksi halde farkında olmadan pil ömründen büyük ölçüde kayıp yaşar. Uzun süre kullanılmayan cihazlardaki piller akarak cihaza zarar verebilirler. Bu nedenle kullanılmayan cihazlarda pil bırakılmamalıdır.