AZ akkumulátor olyan rendszer, ahol az oxidációs-redukciós reakció megy végbe. Ebben az eszközben a spontán reakció során keletkező kémiai energiát elektromos energiává alakítják.
Az oxidációs és redukciós reakciók egyidejűleg mennek végbe a sejtben. Amikor az egyik faj oxidáción megy keresztül, elektronokat ad át a másik fajnak, amely ezek befogadása után redukción megy keresztül.
Ezért az oxidáción átmenő a redukálószer, és amelyik redukálódik, az oxidálószer.
AZ oxidáció akkor fordul elő, amikor egy faj elektronokat veszít és kationná válik: A → A+ + és-.
AZ csökkentés akkor fordul elő, amikor egy faj elektronokat nyer és elektromosan semleges lesz: B+ + és- → B.
A kémiai egyenletekben ez elektrontranszfer az oxidációs szám (nox) változása mutatja.
A sejtek belsejében redukciós reakciók mennek végbe, és az elektromos áram az elektronoknak a negatív pólusról a pozitív felé történő vándorlásával jön létre.
Hogyan működik a verem?
Egy redox reakció általában a következő egyenlettel ábrázolható:
A + B+ → A+ + B
Ahol,
V: Olyan anyag, amely oxidálódik, elektronokat veszít, növeli értékét és redukálószer.
B: olyan anyag, amely redukción megy keresztül, elektronokat nyer, csökkenti az oxidációt és oxidálószer.
Lásd a következő képen, hogyan ábrázolható ez a folyamat.
A két félcellára osztott rendszert, amelyet két fémelektróda alkot, amelyeket külsőleg egy vezető huzal köt össze, John Frederic Daniell (1790-1845) fejlesztette ki 1836-ban.
Az akkumulátor két elektródából áll, amelyeket egy vezető vezeték köt össze, és egy elektrolitból, ahol az ionok vannak. Az elektróda az a szilárd vezető felület, amely lehetővé teszi az elektronok cseréjét.
anód: elektróda, amelyen oxidáció történik. Ez egyben az akkumulátor negatív pólusa is.
Katód: elektróda, amelyen redukció történik. Ez egyben az akkumulátor pozitív pólusa is.
A fenti képen a fémes cink az anód, és átesik a oxidáció. A fémes réz a katód, és redukción megy keresztül. Az elektronok migrációja (e-) az anódról a katódra a vezető huzalon keresztül megy végbe.
A képrendszerben előforduló reakciók a következők:
- anód (oxidáció): Zn(s) → Zn2(itt) + 2e-
- Katód (redukció): Cu2+(itt) + 2e- → szamár(s)
- általános egyenlet: Zn(s) + szamár2+(itt) → szamár(s) + Zn2+(itt)
A cink olyan fém, amely hajlamosabb elektronvesztésre, ezért kationok képződnek az oldatban. A cinkelektróda kezd elhasználódni és tömegét veszíteni, mert a cink oldatba kerül a cink-kationok képződésekor2+.
Az anód elektronjai a katódra érkeznek, és a fémkationok vételükkor fémes rézsé alakulnak, amely az elektródán lerakódik és megnöveli annak tömegét.
A sóhíd egy ionos áram, amely az ionok keringéséért felelős a rendszerben, hogy az elektromosan semleges legyen.
Olvass még róla oxidációs szám (nox).
akkumulátor típusok
Egy sejtben a kémiai anyagok elektronok fogadására vagy adományozására való hajlamát a redukciós potenciál határozza meg.
A legnagyobb redukciós potenciállal rendelkező komponens hajlamos redukcióra, azaz elektronszerzésre. A legalacsonyabb redukciós potenciállal és következésképpen a legnagyobb oxidációs potenciállal rendelkező fajok hajlamosak az elektronok átvitelére.
Például a redox reakcióban a Zn0(s) + szamár2+(itt) → szamár0(s) + Zn2+(itt)
A cink oxidálódik és elektronokat ad, mert E redukciós potenciálja van0 = -0,76 V, kisebb, mint a réz E redukciós potenciálja0 = +0,34 V, ezért elektronokat fogad és redukción megy keresztül.
Az alábbiakban további példákat találhat a veremekre.
Cink és hidrogén verem
Oxidációs félreakció: Zn(s) → Zn2+ + 2e- (ÉS0 = -0,76 V)
Redukciós félreakció: 2H+(itt) + 2e- → H2(g) (ÉS0 =0,00V)
Globális egyenlet: Zn(s) + 2H+(itt) → Zn2+(itt) + H2(g)
Veremábrázolás:
Réz és hidrogén cella
Oxidációs félreakció: H2(g) → 2H+(itt) + 2e- (ÉS0 = 0,00 V)
Redukciós félreakció: Cu2+(itt) + 2e- → szamár(s) (ÉS0 = +0,34V)
Globális egyenlet: Cu2+(itt) + H2(g) → 2H+(itt) + szamár(s)
Veremábrázolás:
A tartalommal többet megtudhat a témáról:
- elektrokémia
- Elektrolízis
Bibliográfiai hivatkozások
FONSECA, M. R. M kémia, 2. 1. szerk. São Paulo: Attika, 2013.
SANTOS, W.L.P; MOL, G.S. Polgári kémia, 3. 2. szerk. São Paulo: AJS szerkesztő, 2013.
USBERCO, J. Connect kémia, 2: kémia. - 2. szerk. São Paulo: Saraiva, 2014.
