スタック:それが何であるか、それがどのように機能し、タイプするか

THE バッテリー 酸化還元反応が起こるシステムです。 この装置では、自発反応で生成された化学エネルギーが電気エネルギーに変換されます。

酸化反応と還元反応は細胞内で同時に起こります。 ある種が酸化を受けると、他の種に電子を提供し、他の種はそれらを受け取ると還元を受けます。

したがって、酸化を受けるのは還元剤であり、還元を受けるのは酸化剤である。

THE 酸化 種が電子を失って陽イオンになると発生します:A→A+ +および-.

THE 割引 種が電子を獲得して電気的に中性になると発生します:B+ +および- →B。

化学反応式では、これ 電子移動 酸化数(nox)の変化によって示されます。

還元反応はセル内で発生し、電流は電子が負極から正極に移動するときに発生します。

スタック

スタックはどのように機能しますか?

1 レドックス反応 一般的に次の式で表すことができます。

A + B+ →A+ + B

どこ、

A:酸化され、電子を失い、その価値を高め、還元剤となる物質。
B:還元を受け、電子を獲得し、酸化を減少させ、酸化剤である物質。

次の画像で、このプロセスをどのように表現できるかを確認してください。

スタック表現

システムは2つのセミセルに分割され、導線によって外部で接続された2つの金属電極によって形成され、1836年にジョンフレデリックダニエル(1790-1845)によって開発されました。

バッテリーは、導線で接続された2つの電極と、イオンが存在する電解質で構成されています。 電極は、電子の交換を可能にする固体の導電性表面です。

アノード:酸化が発生する電極。 バッテリーの負極でもあります。
陰極:還元が起こる電極。 バッテリーの正極でもあります。

上の画像では、金属亜鉛がアノードであり、 酸化. 金属銅は陰極であり、還元されます。 電子の移動(e-)は、導線を介してアノードからカソードに発生します。

画像システムで発生する反応は次のとおりです。

  • アノード (酸化):亜鉛(s) →Zn2(ここ) + 2e-
  • 陰極 (還元):Cu2+(ここ) + 2e- →お尻(s)
  • 一般方程式:Zn(s) +お尻2+(ここ) →お尻(s) + Zn2+(ここ)

亜鉛は電子を失う傾向が強い金属であるため、溶液中に陽イオンが形成されます。 亜鉛は、亜鉛カチオンを形成するときに溶液中に放出されるため、亜鉛電極は摩耗し始め、質量を失います。2+.

アノードからの電子はカソードに到達し、金属カチオンはそれらを受け取ると金属銅に変換され、電極上に堆積してその質量が増加します。

塩橋は、システム内のイオンを循環させて電気的に中性に保つイオン電流です。

についても読む 酸化数(nox).

電池の種類

セルでは、化学種が電子を受け取ったり提供したりする傾向は、還元電位によって決まります。

還元電位が最も高い成分は、還元を受ける、つまり電子を獲得する傾向があります。 還元電位が最も低く、その結果、酸化電位が最も高い化学種は、電子を移動する傾向があります。

たとえば、レドックス反応ではZn0(s) +お尻2+(ここ) →お尻0(s) + Zn2+(ここ)

亜鉛は還元電位Eを持っているため、酸化して電子を供与します0 = -0.76V、銅Eの還元電位よりも低い0 = + 0.34Vであるため、電子を受け取り、還元されます。

スタックの他の例については、以下を参照してください。

亜鉛と水素のスタック

酸化半反応:Zn(s) →Zn2+ + 2e- (と0 = -0.76V)

還元半反応:2H+(ここ) + 2e- →H2(g) (と0 = 0.00V)

グローバル方程式:Zn(s) + 2H+(ここ) →Zn2+(ここ) + H2(g)

スタック表現: 開いた括弧のあるZns閉じ括弧の添え字添え字の終わりIスペース開き括弧のあるZnaq閉じ括弧の添え字添え字の末尾の累乗 2つのプラス記号の平行スペースHと開いた括弧aqは、括弧を閉じる添え字添え字の終わりをプラス記号Iの累乗で閉じますスペースHと2つの開いた括弧g 閉じ括弧下付き文字の空白付き上付き文字スペースIスペースPtを開いた括弧付きs閉じ括弧下付き文字の終わり 購読しました

銅と水素のセル

酸化半反応:H2(g) →2H+(ここ) + 2e- (と0 = 0.00V)

還元半反応:Cu2+(ここ) + 2e- →お尻(s) (と0 = + 0.34V)

グローバル方程式:Cu2+(ここ) + H2(g) →2H+(ここ) +お尻(s)

スタック表現: 開いた括弧のあるPts閉じ括弧の添え字添え字の終わりIスペースHと2つの開いた括弧g閉じ括弧の添え字添え字の終わり 空白の上付き文字IスペースHを開き括弧付きaq閉じ括弧の下付き文字添え字の終わりをプラス記号の累乗平行スペースCuスペース 開いた括弧でaqは、括弧の添え字の終わりを2の累乗で閉じますプラス記号I Cuは、開いた括弧でsは、括弧の添え字の終わりを閉じます 購読しました

内容でトピックに関するより多くの知識を得る:

  • 電気化学
  • 電解

書誌参照

FONSECA、M。 R。 M。 化学、2。 1. ed。 サンパウロ:アッティカ、2013年。

サントス、W.L.P; MOL、G.S。 市民化学、3。 2. ed。 サンパウロ:Editora AJS、2013年。

USBERCO、J。 化学を接続します、2:化学。 - 2. ed。 サンパウロ:Saraiva、2014年。

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