Configurarea + – electrolitului de bază. Baterii moderne și altele asemenea. Cum funcționează exact?
Comentarii
- Întrebarea dvs. este destul de largă. Ați putea să o reduceți la un singur tip de baterie?
- Duracell sau energizantul pe care îl alegeți, spuneți-mi doar într-un răspuns
- O întrebare și un răspuns conex aici pe Physics.SE.
Răspuns
O baterie alcalină (sau celulă alcalină de mangan mai precisă) constă dintr-un anod de zinc, un catod $ \ gamma \! \! \ ce {MnO2} $ și $ \ ce {KOH} $ (sub formă de pastă) electrolit. Zincul este electrodul negativ și $ \ ce {MnO2} $ electrodul pozitiv.
În timpul descărcării bateriei, zincul din anod este oxidat și se dizolvă în electrolit ca hidroxozincat. Când electrolitul este saturat cu zincat, oxidul de zinc începe să precipite. Cu descărcarea continuă și concentrația scăzută de $ \ ce {OH -} $, se formează hidroxid de zinc, care se poate deshidrata încet în oxid 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 {align}
La catod, $ \ ce {MnO2} $ este la rândul său redus, mai întâi la $ \ ce {MnO (OH )} $. Când bateria este descărcată încet, aceasta poate fi redusă în continuare la hidroxid de mangan (II).
\ begin {align} \ ce {MnO2 + H2O + e- & – > ~ MnO (OH) + OH- \\ MnO (OH) + H2O + e- & – > ~ Mn (OH) 2 + OH- \\} \ end {align}
Reacția generală, atunci când se ia în considerare numai prima etapă de reducere la catod, este:
$$ \ ce {Zn + 2MnO2 + 2H2O + 2OH- – > ~ [Zn (OH) 4] ^ {2-} + 2MnO (OH )} $$
În timpul descărcării, zincul este oxidat ireversibil și se consumă apă. În consecință, bateria este „moartă” când electrolitul este uscat și / sau tot zincul s-a dizolvat.
Răspuns
Chimia bateriilor alcaline implică oxidarea zincului și reducerea dioxidului de mangan. Descrierea unei celule poate fi găsită aici .