La configuración básica + – del electrolito. Baterías modernas y similares. ¿Cómo funcionan exactamente?
Comentarios
- Su pregunta es bastante amplia. ¿Podría reducirlo a un tipo de batería?
- Duracell o energizer, su elección, solo dígame cuál en una respuesta
- Una pregunta y respuesta relacionadas aquí en Physics.SE.
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Una pila alcalina (o una celda de manganeso alcalina más precisa) consta de un ánodo de zinc, un $ \ gamma \! – \! \ ce {MnO2} $ cátodo y $ \ ce {KOH} $ (en forma de pasta) electrolito. El zinc es el electrodo negativo y $ \ ce {MnO2} $ el electrodo positivo.
Durante la descarga de la batería, el zinc en el ánodo se oxida y se disuelve en el electrolito como hidroxozincato. Cuando el electrolito está saturado con zincato, el óxido de zinc comienza a precipitar. Con una descarga continua y una concentración de $ \ ce {OH -} $ decreciente, se forma hidróxido de zinc, que puede deshidratarse lentamente a óxido de zinc.
\ begin {align} \ ce {Zn + 4OH- & – > ~ [Zn (OH) 4] ^ {2-} + 2e- \\ [Zn (OH) 4] ^ {2 -} & – > ~ ZnO + 2OH- + H2O \\ Zn + 2OH- & – > ~ Zn (OH) 2 + 2e- \\ Zn (OH) 2 & – > ~ ZnO + H2O \\} \ end {alineado}
En el cátodo, $ \ ce {MnO2} $ se reduce a su vez, primero a $ \ ce {MnO (OH PS Cuando la batería se descarga lentamente, puede reducirse aún más a hidróxido de manganeso (II).
\ begin {align} \ ce {MnO2 + H2O + e- & – > ~ MnO (OH) + OH- \\ MnO (OH) + H2O + e- & – > ~ Mn (OH) 2 + OH- \\} \ end {alineado}
La reacción general, cuando solo se considera el primer paso de reducción en el cátodo, es:
$$ \ ce {Zn + 2MnO2 + 2H2O + 2OH- – > ~ [Zn (OH) 4] ^ {2-} + 2MnO (OH )} $$
Durante la descarga, el zinc se oxida irreversiblemente y se consume agua. Como consecuencia, la batería está «muerta» cuando el electrolito se seca y / o todo el zinc se ha disuelto.
Respuesta
La química de las pilas alcalinas implican la oxidación del zinc y la reducción del dióxido de manganeso. La descripción de una celda se puede encontrar aquí .