Alessandro Volta
Ο 19ος αιώνας ξεκίνησε με μια σπουδαία ανακάλυψη για την επιστήμη του Ηλεκτρισμού. Η ενασχόληση του Volta με το θέμα του «ζωικού ηλεκτρισμού» και η περαιτέρω εμβάθυνση του προβλήματος, τον οδήγησαν, στην επινόηση της ηλεκτρικής στήλης, μιας συσκευής που απαρτιζόταν από μια επαναλαμβανόμενη διάταξη ενός δίσκου ψευδαργύρου, υφάσματος εμποτισμένου σε οξύ και ενός δίσκου χαλκού. Η στήλη έδινε συνεχές Ηλεκτρικό Ρεύμα μεγαλύτερης έντασης από αυτήν που παράγουν οι ηλεκτροστατικές μηχανές, γεγονός που αποδείχθηκε καταλυτικό για την εξέλιξη του Ηλεκτρισμού. Ο Volta θεώρησε την ανακάλυψή του αυτή ως την πειραματική απόδειξη του ισχυρισμού του ότι η πηγή του Ηλεκτρισμού στο πείραμα του Galvani ήταν η επαφή ανόμοιων μετάλλων.
Είναι πολύ πιθανόν ότι η επινόηση της Βολταϊκής στήλης έγινε γύρω στο 1792, όμως δεν δημοσιοποιήθηκε μέχρι τις 20
Βολταϊκή στήλη
Μαρτίου του έτους 1800, οπότε ο Alessandro Volta έγραψε για το θέμα σε επιστολή προς τον Joseph Banks (1743-1820), πρόεδρο της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου, με τίτλο On the Electricity Excited by the Mere Contact of Conducting Substances of Different Kinds (Σχετικά με τον Ηλεκτρισμό που προκαλείται από την απλή επαφή αγώγιμων ουσιών διαφορετικού είδους). Στην επιστολή αυτή ο Volta παρομοίασε την συμπεριφορά της στήλης του με εκείνην μιας ασθενώς φορτισμένης φιάλης Leyden, με την διαφορά ότι τα φορτία που παρείχε ανανεώνονταν διαρκώς.
Γρήγορα φάνηκε ότι η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος με την χρήση βολταϊκών στοιχείων ήταν πλέον πολύ εύκολη. Νέες βελτιωμένες εκδοχές της πρώτης Βολταϊκής Στήλης έκαναν την εμφάνισή τους σχεδόν άμεσα. Οι κατασκευαστές τους χρησιμοποίησαν διάφορα μέταλλα ως ηλεκτρόδια και διαφορετικούς ηλεκτρολύτες ενώ παράλληλα προσπάθησαν να φτιάξουν όλο και μεγαλύτερες, άρα και ισχυρότερες, στήλες. Σημαντικές επιστημονικές εταιρείες, μεταξύ αυτών και η Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου, διέθεσαν σημαντικά χρηματικά ποσά για την κατασκευή τέτοιων συσσωρευτών, που σε ορισμένες περιπτώσεις ζύγιζαν αρκετούς τόνους και ήταν ικανές να δίνουν ισχύ της τάξης των 10 kilowatts, 10.000 φορές μεγαλύτερη από αυτήν μιας ηλεκτροστατικής μηχανής. Σύντομα όλα σχεδόν τα Ευρωπαϊκά Πανεπιστήμια εφοδιάστηκαν με στήλες διαφόρων μεγεθών.
Ο πρώτος καινός κλάδος της Επιστήμης, η Ηλεκτροχημεία, μονοπώλησε σχεδόν το ενδιαφέρον των επιστημόνων την πρώτη δεκαετία του 19ου αιώνα. Πολύ γρήγορα, φυσικοί και χημικοί άρχισαν να ερευνούν τις συνέπειες διέλευσης του Ηλεκτρικού Ρεύματος μέσα από διάφορα υλικά, με πρωτοπόρο της έρευνας τον Sir Humphry Davy (1788-1829). Στις 2 Μαΐου 1800, δύο Άγγλοι χημικοί, ο Anthony Carlisle (1768-1840) και ο William Nicholson (1713-1815) ανέλυσαν το νερό στα συστατικά του, με την διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από αυτό (ηλεκτρόλυση), χρησιμοποιώντας μια Βολταϊκή Στήλη, πριν ακόμη δημοσιευτεί η ανακάλυψή της. Συγκεκριμένα, συνέδεσαν τα δύο άκρα της στήλης με δύο σύρματα από λευκόχρυσο, βυθισμένα σε δύο συγκοινωνούντα δοχεία που περιείχαν αραιό διάλυμα οξέως. Παρατηρώντας τις φυσαλίδες που δημιουργήθηκαν, διαπίστωσαν ότι στο ένα δοχείο επρόκειτο για αέριο Οξυγόνο ενώ στο άλλο για αέριο Υδρογόνο. Οι δύο ερευνητές σωστά υπέθεσαν ότι αυτά ακριβώς ήταν τα συστατικά στοιχεία του νερού.
Τον Οκτώβριο του 1800, ο Davy απέδειξε ότι ο ηλεκτρισμός που παρείχαν τα γαλβανικά στοιχεία οφειλόταν σε χημική δράση και ότι ήταν αδύνατη η λειτουργία τους με καθαρό ύδωρ.
Το 1801 ο Johann Ritter συνέλαβε την ιδέα μιας σειράς μετάλλων από την οποία θα μπορούσε να υπολογιστεί η «σχετική ηλεκτρική πίεση» που θα παραγόταν από διάφορα ζεύγη ηλεκτροδίων, βυθισμένα σε διάλυμα άλατος ή οξέως (δηλαδή ουσιαστικά η διαφορά δυναμικού). Αργότερα, την ίδια ιδέα συνέλαβε και ο Volta και η σειρά έγινε γνωστή ως Ηλεκτροχημική Σειρά του Volta.Μεταξύ των ετών 1802 και 1806, ο Σουηδός χημικός Jöns Jacob Berzelius (1779 – 1848) δημοσίευσε τις έρευνές του περί την Ηλεκτροχημεία, προλειαίνοντας το έδαφος για μια σειρά λαμπρών ανακαλύψεων.
Έτσι, στις 20 Νοεμβρίου 1806, ο Davy, πραγματοποίησε διάλεξη ενώπιον της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου, με θέμα On Some Chemical Agencies of Electricity.[2] Το έργο αυτό αποτέλεσε σημείο αναφοράς στην Χημεία, το πρώτο μισό του 19ου αιώνα, παρέχοντας μεταξύ άλλων, μια ισχυρή βάση για την ανάπτυξη της Ιοντικής θεωρίας.
Το 1807 έδειξε ότι η Σόδα και η Ποτάσα περιείχαν δύο νέα μέταλλα, το Νάτριο (Na) και το Κάλιο (K), ενώ το 1808 απομόνωσε τα στοιχεία Βάριο (Ba), Βόριο (B), Ασβέστιο(Ca) και Στρόντιο (Sr).To 1809, με την βοήθεια μιας νέας ισχυρής μπαταρίας, διαχώρισε τα αλογόνα Ιώδιο (I), Χλώριο (Cl) και Φθόριο (F), στοιχεία που είχαν ήδη απομονωθεί και από άλλους ερευνητές.
Το 1810 (ή το 1813), ο Davy, πειραματιζόμενος με τα φωτεινά αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος, παρουσίασε για πρώτη φορά το Βολταϊκό Τόξο, δηλαδή την φωτεινή λάμψη που σχηματίζεται μεταξύ των άκρων δύο εγγύτατα ευρισκομένων ηλεκτροδίων γραφίτη, όταν αυτοί διαρρέονται από Ηλεκτρικό Ρεύμα.
Παράλληλα, και καθώς η Ευρώπη διένυε την πολυτάραχη Ναπολεόντεια εποχή ή και αργότερα, επιφανείς φυσικομαθηματικοί επιστήμονες ανέπτυξαν την θεωρία των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων, με τον τρόπο που και σήμερα γνωρίζουμε.
-
-
Επίδειξη Ηλεκτρικής Στήλης στον Ναπολέοντα.
-
-
Και εγένετο φως!
-
-
Carlisle και Nicholson. Ηλεκτρόλυση του νερού: Με την βοήθεια του ηλεκτρικού ρεύματος το νερό διαχωρίζεται σε υδρογόνο και οξυγόνο.
-
-
Ο sir Humphry Davy πειραματιζόμενος με ένα Βολταϊκό Στοιχείο.
-
-
Τα «φωτεινά» πειράματα του Humphry Davy
Στο συνημμένο αρχείο δίνονται οι οδηγίες για την κατασκευή μιας απλής «μπαταρίας» από λεμόνια.
Είπαν…