La configuration de base + – électrolyte. Batteries modernes et autres. Comment fonctionnent-ils exactement?

Commentaires

  • Votre question est assez large. Pourriez-vous le réduire à un seul type de batterie?
  • Duracell ou électrificateur de votre choix, dites-moi simplement lequel dans une réponse
  • Une question et une réponse connexes ici sur Physics.SE.

Réponse

Une pile alcaline (ou cellule alcaline au manganèse plus précise) consiste en une anode en zinc, une cathode $ \ gamma \! – \! \ ce {MnO2} $ et un électrolyte $ \ ce {KOH} $ (sous forme de pâte). Le zinc est lélectrode négative et $ \ ce {MnO2} $ lélectrode positive.

Lors de la décharge de la batterie, le zinc à lanode soxyde et se dissout dans lélectrolyte sous forme dhydroxozincate. Lorsque lélectrolyte est saturé de zincate, loxyde de zinc commence à précipiter. Avec une décharge continue et une diminution de la concentration de $ \ ce {OH -} $, il se forme de lhydroxyde de zinc qui peut se déshydrater lentement en oxyde de zinc.

\ begin {aligné} \ 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 {aligné}

A la cathode, $ \ ce {MnO2} $ est à son tour réduit, dabord à $ \ ce {MnO (OH )} $. Lorsque la batterie se décharge lentement, celle-ci peut être réduite à lhydroxyde de manganèse (II).

\ begin {aligné} \ ce {MnO2 + H2O + e- & – > ~ MnO (OH) + OH- \\ MnO (OH) + H2O + e- & – > ~ Mn (OH) 2 + OH- \\} \ end {aligné}

La réaction globale, en ne considérant que la première étape de réduction à la cathode, est:

$$ \ ce {Zn + 2MnO2 + 2H2O + 2OH- – > ~ [Zn (OH) 4] ^ {2-} + 2MnO (OH )} $$

Lors du rejet, le zinc soxyde de manière irréversible et de leau est consommée. En conséquence, la batterie est « morte » lorsque lélectrolyte est séché et / ou que tout le zinc sest dissous.

Sources: 1 , 2

Answer

La chimie des piles alcalines impliquent loxydation du zinc et la réduction du dioxyde de manganèse. La description dune cellule peut être trouvée ici .

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