THE baterijo je sistem, kjer poteka oksidacijsko-redukcijska reakcija. V tej napravi se kemična energija, proizvedena v spontani reakciji, pretvori v električno energijo.
Reakcije oksidacije in redukcije potekajo v celici hkrati. Ko je ena vrsta podvržena oksidaciji, odda elektrone drugi vrsti, ki se po njihovem prejemu reducira.
Zato je tisti, ki je podvržen oksidaciji, redukcijsko sredstvo, tisti, ki je podvržen redukciji, pa je oksidant.
THE oksidacijo se zgodi, ko vrsta izgubi elektrone in postane kation: A → A+ + in-.
THE zmanjšanje se zgodi, ko vrsta pridobi elektrone in postane električno nevtralna: B+ + in- → B.
V kemijskih enačbah je to prenos elektronov se dokazuje s spremembo oksidacijskega števila (nox).
Znotraj celic se odvijajo redukcijske reakcije in električni tok nastane z migracijo elektronov z negativnega na pozitivni pol.
Kako deluje sklad?
ena redoks reakcija na splošno lahko predstavimo z enačbo:
A + B+ → A+ + B
Kje,
A: snov, ki oksidira, izgubi elektrone, poveča svojo vrednost in je redukcijsko sredstvo.
B: snov, ki se reducira, pridobiva elektrone, zmanjšuje oksidacijo in je oksidacijsko sredstvo.
Na naslednji sliki si oglejte, kako je ta proces mogoče predstaviti.
Sistem, razdeljen na dve polcelici in sestavljen iz dveh kovinskih elektrod, ki sta zunaj povezani s prevodno žico, je leta 1836 razvil John Frederic Daniell (1790-1845).
Baterija je sestavljena iz dveh elektrod, povezanih s prevodno žico, in elektrolita, kjer so ioni. Elektroda je trdna prevodna površina, ki omogoča izmenjavo elektronov.
anoda: elektroda, na kateri pride do oksidacije. Je tudi negativni pol baterije.
katoda: elektroda, na kateri pride do redukcije. Je tudi pozitivni pol baterije.
Na zgornji sliki je kovinski cink anoda in je izpostavljen oksidacijo. Kovinski baker je katoda in je podvržen redukciji. Migracija elektronov (e-) poteka od anode do katode skozi prevodno žico.
Reakcije, ki se pojavljajo v slikovnem sistemu, so:
- anoda (oksidacija): Zn(s) → Zn2(tukaj) + 2e-
- katoda (zmanjšanje): Cu2+(tukaj) + 2e- → rit(s)
- splošna enačba: Zn(s) + rit2+(tukaj) → rit(s) + Zn2+(tukaj)
Cink je kovina z večjo nagnjenostjo k izgubi elektronov, zato se v raztopini tvorijo kationi. Cinkova elektroda se začne obrabljati in izgubljati maso, ker se cink sprosti v raztopino pri tvorbi cinkovih kationov2+.
Elektroni iz anode pridejo do katode in kovinski kationi se ob sprejemu spremenijo v kovinski baker, ki se nalaga na elektrodo in povečuje njeno maso.
Solni most je ionski tok, ki je odgovoren za kroženje ionov v sistemu, da ostane električno nevtralen.
Preberite tudi o oksidacijsko število (nox).
vrste baterij
V celici je nagnjenost kemičnih vrst, da sprejemajo ali oddajajo elektrone, določena z redukcijskim potencialom.
Komponenta z največjim redukcijskim potencialom teži k redukciji, to je k pridobivanju elektronov. Vrsta z najnižjim redukcijskim potencialom in posledično najvišjim oksidacijskim potencialom teži k prenosu elektronov.
Na primer, pri redoks reakciji Zn0(s) + rit2+(tukaj) → rit0(s) + Zn2+(tukaj)
Cink oksidira in oddaja elektrone, ker ima redukcijski potencial E0 = -0,76 V, manj kot redukcijski potencial bakra E0 = +0,34 V in zato sprejema elektrone in se reducira.
Spodaj si oglejte druge primere nizov.
Zbirka cinka in vodika
Polreakcija oksidacije: Zn(s) → Zn2+ + 2e- (IN0 = -0,76 V)
Redukcijska polovična reakcija: 2H+(tukaj) + 2e- → H2(g) (IN0 =0,00 V)
Globalna enačba: Zn(s) + 2H+(tukaj) → Zn2+(tukaj) + H2(g)
Predstavitev sklada:
Bakrena in vodikova celica
Polreakcija oksidacije: H2(g) → 2H+(tukaj) + 2e- (IN0 = 0,00 V)
Redukcijska polovična reakcija: Cu2+(tukaj) + 2e- → rit(s) (IN0 = +0,34 V)
Globalna enačba: Cu2+(tukaj) + H2(g) → 2H+(tukaj) + rit(s)
Predstavitev sklada:
Pridobite več znanja o temi z vsebino:
- elektrokemija
- elektroliza
Bibliografske reference
FONSECA, M. R. M kemija, 2. 1. izd. São Paulo: Attica, 2013.
SANTOS, W.L.P; MOL, G.S. Državljanska kemija, 3. 2. izd. São Paulo: Editora AJS, 2013.
USBERCO, J. Poveži kemijo, 2: kemija. - 2. izd. São Paulo: Saraiva, 2014.
