پیلها ابزاری هستند که در آنها انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. پیلها از این نظر در شیمی فیزیک اهمیت دارند که در آنها ، دو خواسته ترمودینامیک وجود دارد و این خواسته عبارت ار انجام واکنش به‌صورت برگشت‌پذیر و قادر بودن سیستم به مبادله کار غیر انبساط و تراکمی است.

کار غیر انبساط و تراکمی (ΔG=We(rev

پیلها یک کار الکتریکی و در نتیجه یک کار غیر انبساط و تراکمی انجام می‌دهند. واکنشها در آنها برگشت‌پذیرند. همانطور که می‌توان از این مقدمه نتیجه گرفت، پیلها برای ما ابزاری جهت تعیین کمیت‌های ترمودینامیکی واکشنها و ترکیبات یونی می‌باشند. پیلها از دو قسمت یا ساختار ایجاد می‌شوند که هر یک از آنها را نیم پیل می‌نامیم. نیم پیلها که در ساختمان پیلها بکار می‌روند، به پنج دسته قابل طبقه‌بندی هستند که بطور مختصر به آنها اشاره می‌کنیم.

نیم پیلهای گازی

مثال مشهوری از این دسته ، نیم پیل الکترود هیدروژن است که به‌صورت:

(Pt|H₂(p)|H⁺(m

بیان می‌شود. به این ، یک دیاگرام یا نمودار نیم پیل می‌گوییم. هر خط عمودی نشان دهنده سطح تماس دو فاز مختلف است.

نیم پیلهای اکسیداسیون-احیا

مثالی از این نیم پیلها عبارت است از:

(Pt|Fe⁴⁺(m₁) , Fe³⁺(m₂

مشخصات این سیستم‌های نیم پیل ، به غلظت و فشار و ... بستگی دارد. یعنی پتانسیل این الکترود به غلظتهای این دو گونه بستگی دارد و در اولی به غلظت پروتون و فشار گاز بستگی دارد.

نیم پیلهای فلز - یون فلز

هر فلزی با فعالیت متوسط که در داخل محلولی از یونهای آن فلز غوطه‌ور باشد، این سیستم را تشکیل می‌دهد. منظور از متوسط یعنی نه زیاد فعال مانند سدیم و نه آنچنان بی‌اثر مانند Pt که واکنش صورت نگیرد. بسیاری از فلزات جدول تناوبی دارای چنین سیستمی هستند که می‌توانند بصورت کلی:

(M|M²⁺(m)|Ag|Ag⁺(m

بیان کرد.

نیم پیلهای ملغمه

جیوه قادر است فلزات را در خود حل کند. محصول این انحلال ، ملغمه نامیده می‌شود. از تماس با محلولی از کاتیونهای فلز حل شده این نوع سیستمها ساخته می‌شود. بسیاری از فلزات از نوع واسطه ، ملغمه جامد می‌سازند. برای ایجاد ملغمه ، فلز را بصورت پودر در داخل جیوه درون هاون می‌سابیم و نتیجه آن ، ملغمه می‌شود برای فلزاتی که بسیار فعالند، از این طریق می‌توان نیم پیل ساخت:

(Pb-Hg(m)|Pb²⁺(m₂

نیم پیلهای فلز - نمک نامحلول فلز

نیم پیلهای فلز - نمک نامحلول فلز از تماس یک فلز با یکی از نمکهای نامحلول آن فلز که تواما غوطه‌ور در محلولی از آنیونهای نمک می‌باشد، ساخته می‌شود. مثال:

(Ag|AgCl|Cl-(m

(Hg|Hg₂Cl₂|KCl(m

مباحث مرتبط با عنوان

• اکسیداسیون-احیا
• الکتروشیمی
• الکترولیت
• الکترولیز
• پیل الکتروشیمیایی
• پیل سوختی
• شیمی فیزیک
• شیمی محلولها