THE baterie je systém, kde probíhá oxidačně-redukční reakce. V tomto zařízení se chemická energie vzniklá při spontánní reakci přeměňuje na elektrickou energii.
Oxidační a redukční reakce probíhají v buňce současně. Když jeden druh podstoupí oxidaci, daruje elektrony druhému druhu, který po jejich přijetí podstoupí redukci.
Proto ten, který prochází oxidací, je redukčním činidlem a ten, který prochází redukcí, je oxidační činidlo.
THE oxidace nastává, když druh ztratí elektrony a stane se kationtem: A → A+ + a-.
THE snížení nastane, když druh získá elektrony a stane se elektricky neutrálním: B+ + a- → B.
V chemických rovnicích toto přenos elektronů se projevuje změnou oxidačního čísla (nox).
Uvnitř článků dochází k redukčním reakcím a elektrický proud vzniká migrací elektronů ze záporného na kladný pól.
Jak zásobník funguje?
Jeden redoxní reakce lze obecně vyjádřit rovnicí:
A + B+ → A+ + B
Kde,
A: látka, která se oxiduje, ztrácí elektrony, zvyšuje svou hodnotu a je redukčním činidlem.
B: látka, která podléhá redukci, získává elektrony, snižuje oxidaci a je oxidačním činidlem.
Podívejte se na následujícím obrázku, jak lze tento proces znázornit.
Systém rozdělený na dva poločlánky a tvořený dvěma kovovými elektrodami spojenými externě vodivým drátem vyvinul John Frederic Daniell (1790-1845) v roce 1836.
Baterie se skládá ze dvou elektrod, spojených vodivým drátem, a elektrolytu, kde jsou ionty. Elektroda je pevný vodivý povrch, který umožňuje výměnu elektronů.
anoda: elektroda, na které dochází k oxidaci. Je to také záporný pól baterie.
Katoda: elektroda, na které dochází k redukci. Je to také kladný pól baterie.
Na obrázku výše je kovový zinek anodou a prochází oxidace. Kovová měď je katodou a prochází redukcí. K migraci elektronů (e-) dochází od anody ke katodě přes vodivý drát.
Reakce, které se vyskytují v obrazovém systému, jsou:
- anoda (oxidace): Zn(s) → Zn2(tady) + 2e-
- Katoda (redukce): Cu2+(tady) + 2e- → zadek(s)
- obecná rovnice: Zn(s) + zadek2+(tady) → zadek(s) + Zn2+(tady)
Zinek je kov s větší tendencí ke ztrátě elektronů, a proto se v roztoku tvoří kationty. Zinková elektroda se začíná opotřebovávat a ztrácet hmotu, protože zinek se uvolňuje do roztoku při tvorbě kationtů Zn2+.
Elektrony z anody dorazí ke katodě a kovové kationty se po jejich přijetí přemění na kovovou měď, která se usadí na elektrodě a zvětší její hmotnost.
Solný můstek je iontový proud zodpovědný za cirkulaci iontů v systému, aby byl elektricky neutrální.
Přečtěte si také o oxidační číslo (nox).
typy baterií
V buňce je tendence chemických druhů přijímat nebo darovat elektrony určena redukčním potenciálem.
Složka s nejvyšším redukčním potenciálem má tendenci podléhat redukci, tedy získávat elektrony. Druhy s nejnižším redukčním potenciálem a následně s nejvyšším oxidačním potenciálem mají tendenci přenášet elektrony.
Například při redoxní reakci Zn0(s) + zadek2+(tady) → zadek0(s) + Zn2+(tady)
Zinek oxiduje a daruje elektrony, protože má redukční potenciál E0 = -0,76V, méně než redukční potenciál mědi E0 = +0,34 V, a proto přijímá elektrony a podléhá redukci.
Další příklady zásobníků viz níže.
Zásobník zinku a vodíku
Oxidační poloreakce: Zn(s) → Zn2+ + 2e- (A0 = -0,76 V)
Redukční poloviční reakce: 2H+(tady) + 2e- → H2(g) (A0 =0,00 V)
Globální rovnice: Zn(s) + 2H+(tady) → Zn2+(tady) + H2(g)
Reprezentace zásobníku:
Měděný a vodíkový článek
Poloreakce oxidace: H2(g) → 2H+(tady) + 2e- (A0 = 0,00 V)
Redukční poloreakce: Cu2+(tady) + 2e- → zadek(s) (A0 = +0,34 V)
Globální rovnice: Cu2+(tady) + H2(g) → 2H+(tady) + zadek(s)
Reprezentace zásobníku:
Získejte více znalostí o tématu s obsahem:
- elektrochemie
- Elektrolýza
Bibliografické odkazy
FONSECA, M. R. M. Chemie, 2. 1. vyd. São Paulo: Attika, 2013.
SANTOS, W.L.P; MOL, G.S. Občanská chemie, 3. 2. vyd. São Paulo: Editora AJS, 2013.
USBERCO, J. Connect chemie, 2: chemie. - 2. vyd. São Paulo: Saraiva, 2014.
