Стек: какво представлява, как работи и видове

THE батерия е система, в която протича окислително-редукционната реакция. В това устройство химическата енергия, произведена при спонтанната реакция, се преобразува в електрическа енергия.

Реакциите на окисление и редукция протичат едновременно в клетката. Когато един вид претърпи окисление, той отдава електрони на другия вид, който, след като ги получи, претърпява редукция.

Следователно този, който се подлага на окисление, е редуциращият агент, а този, който се подлага на редукция, е окислителят.

THE окисляване възниква, когато един вид губи електрони и се превръща в катион: A → A⁺ + и^-.

THE намаляване възниква, когато даден вид получи електрони и стане електрически неутрален: B⁺ + и^- → Б.

В химичните уравнения това трансфер на електрони се демонстрира чрез промяната на окислителното число (nox).

Вътре в клетките протичат редукционни реакции и електрическият ток възниква с миграцията на електрони от отрицателния към положителния полюс.

Как работи стекът?

един редокс реакция най-общо може да се представи с уравнението:

instagram story viewer

А + Б⁺ → А⁺ + Б

Където,

A: вещество, което се окислява, губи електрони, увеличава стойността си и е редукторът.
B: вещество, което претърпява редукция, получава електрони, намалява окисляването и е окислителят.

Вижте на следното изображение как може да бъде представен този процес.

Системата, разделена на две полуклетки и образувана от два метални електрода, свързани външно с проводящ проводник, е разработена от Джон Фредерик Даниел (1790-1845) през 1836 г.

Батерията се състои от два електрода, свързани с проводник, и електролит, където са йоните. Електродът е твърдата проводяща повърхност, която позволява обмен на електрони.

анод: електрод, при който протича окисление. Това е и отрицателният полюс на батерията.
Катод: електрод, при който се получава редукция. Това е и положителният полюс на батерията.

В изображението по-горе металният цинк е анод и се подлага на окисляване. Металната мед е катод и претърпява редукция. Миграцията на електрони (e-) става от анода към катода през проводящия проводник.

Реакциите, които възникват в образната система са:

анод (окисляване): Zn_(с) → Zn²_(тук)+ 2е^-
Катод (намаляване): Cu²⁺_(тук) + 2е^- → задник_(с)
общо уравнение: Zn_(с)+ дупе²⁺_(тук) → задник_(с)+ Zn²⁺_(тук)

Цинкът е метал с по-голяма склонност да губи електрони и следователно в разтвора се образуват катиони. Цинковият електрод започва да се износва и губи маса, тъй като цинкът се освобождава в разтвора при образуването на Zn катиони²⁺.

Електроните от анода достигат до катода и при приемането им металните катиони се трансформират в метална мед, която се отлага върху електрода и увеличава масата му.

Солният мост е йонен ток, отговорен за циркулацията на йони в системата, за да я поддържа електрически неутрална.

Прочетете също за окислително число (nox).

видове батерии

В клетката тенденцията на химическите видове да получават или дават електрони се определя от редукционния потенциал.

Компонентът с най-висок редукционен потенциал има тенденция да претърпи редукция, тоест да получи електрони. Видът с най-нисък редукционен потенциал и, следователно, най-висок потенциал на окисление, има тенденция да пренася електрони.

Например при редокс реакцията Zn⁰_(с) + дупе²⁺_(тук)→ задник⁰_(с) + Zn²⁺_(тук)

Цинкът окислява и отдава електрони, тъй като има редукционен потенциал E⁰= -0,76 V, по-малко от редукционния потенциал на медта E⁰ = +0,34 V и следователно получава електрони и претърпява редукция.

Вижте по-долу за други примери за стекове.