TEN bateria to układ, w którym zachodzi reakcja utleniania-redukcji. W tym urządzeniu energia chemiczna wytworzona w spontanicznej reakcji zamieniana jest na energię elektryczną.
Reakcje utleniania i redukcji zachodzą w komórce jednocześnie. Kiedy jeden gatunek ulega utlenianiu, przekazuje elektrony innym gatunkom, które po ich otrzymaniu ulegają redukcji.
W związku z tym ten, który ulega utlenianiu jest środkiem redukującym, a ten, który ulega redukcji, jest środkiem utleniającym.
TEN utlenianie występuje, gdy gatunek traci elektrony i staje się kationem: A → A+ + i-.
TEN zmniejszenie występuje, gdy gatunek zyskuje elektrony i staje się elektrycznie obojętny: B+ + i- → B.
W równaniach chemicznych to przeniesienie elektronu obrazuje zmiana stopnia utlenienia (nox).
Wewnątrz komórek zachodzą reakcje redukcji, a prąd elektryczny powstaje wraz z migracją elektronów z bieguna ujemnego do dodatniego.
Jak działa stos?
Jeden reakcja redoks można ogólnie przedstawić równaniem:
A + B+ → A+ + B
Gdzie,
Odp.: substancja, która ulega utlenieniu, traci elektrony, zwiększa swoją wartość i jest czynnikiem redukującym.
B: substancja ulegająca redukcji, zyskuje elektrony, zmniejsza utlenianie i jest środkiem utleniającym.
Zobacz na poniższym obrazku, jak ten proces może być reprezentowany.
System podzielony na dwa półogniwa i utworzony przez dwie metalowe elektrody połączone zewnętrznie przewodem przewodzącym został opracowany przez Johna Frederica Daniella (1790-1845) w 1836 roku.
Bateria składa się z dwóch elektrod połączonych przewodem przewodzącym oraz elektrolitu, w którym znajdują się jony. Elektroda jest stałą powierzchnią przewodzącą, która umożliwia wymianę elektronów.
anoda: elektroda, na której zachodzi utlenianie. Jest to również ujemny biegun baterii.
Katoda: elektroda, na której następuje redukcja. Jest to również dodatni biegun baterii.
Na powyższym obrazku metaliczny cynk jest anodą i podlega utlenianie. Miedź metaliczna jest katodą i podlega redukcji. Migracja elektronów (e-) następuje z anody do katody przez przewód przewodzący.
Reakcje zachodzące w systemie obrazu to:
- anoda (utlenianie): Zn(s) → Zn2(tutaj) + 2e-
- Katoda (redukcja): Cu2+(tutaj) + 2e- → dupa(s)
- ogólne równanie: Zn(s) + dupa2+(tutaj) → dupa(s) + Zn2+(tutaj)
Cynk jest metalem o większej skłonności do utraty elektronów, dlatego w roztworze tworzą się kationy. Elektroda cynkowa zaczyna się zużywać i tracić masę, ponieważ cynk jest uwalniany do roztworu podczas tworzenia kationów Zn2+.
Elektrony z anody docierają do katody, a kationy metali po ich otrzymaniu przekształcają się w metaliczną miedź, która osadza się na elektrodzie i zwiększa jej masę.
Mostek solny to prąd jonowy odpowiedzialny za cyrkulację jonów w układzie, aby utrzymać go w stanie elektryczności obojętnym.
Przeczytaj także o stopień utlenienia (nox).
typy baterii
W komórce tendencja związków chemicznych do otrzymywania lub oddawania elektronów jest określona przez potencjał redukcyjny.
Składnik o największym potencjale redukcyjnym ma tendencję do ulegania redukcji, to znaczy do pozyskiwania elektronów. Gatunki o najniższym potencjale redukcyjnym, a co za tym idzie najwyższym potencjale utleniania, mają tendencję do przenoszenia elektronów.
Na przykład w reakcji redoks Zn0(s) + dupa2+(tutaj) → dupa0(s) + Zn2+(tutaj)
Cynk utlenia się i oddaje elektrony, ponieważ ma potencjał redukcyjny E0 = -0,76 V, mniej niż potencjał redukcyjny miedzi E0 = +0,34V, a zatem otrzymuje elektrony i ulega redukcji.
Zobacz poniżej inne przykłady stosów.
Stos cynku i wodoru
Połowiczna reakcja utleniania: Zn(s) → Zn2+ + 2e- (ORAZ0 = -0,76V)
Reakcja połówkowa redukcji: 2H+(tutaj) + 2e- → H2(g) (ORAZ0 =0.00V)
Równanie globalne: Zn(s) + 2 godz+(tutaj) → Zn2+(tutaj) + H2(g)
Reprezentacja stosu:
Miedź i ogniwo wodorowe
Połowiczna reakcja utleniania: H2(g) → 2H+(tutaj) + 2e- (ORAZ0 = 0,00V)
Redukcja połówkowa: Cu2+(tutaj) + 2e- → dupa(s) (ORAZ0 = +0,34V)
Równanie globalne: Cu2+(tutaj) + H2(g) → 2H+(tutaj) + dupa(s)
Reprezentacja stosu:
Zdobądź więcej wiedzy na ten temat dzięki zawartości:
- elektrochemia
- Elektroliza
Odniesienia bibliograficzne
FONSECA, M. R. M Chemia, 2. 1. wyd. São Paulo: Attyka, 2013.
Santos, WLP; MOL, G.S. Chemia obywatelska, 3. 2. wyd. São Paulo: Editora AJS, 2013.
USBERCO, J. Połącz chemię, 2: chemia. - 2. wyd. São Paulo: Saraiva, 2014.
