กอง: มันคืออะไร มันทำงานอย่างไร และประเภท

เธ แบตเตอรี่ เป็นระบบที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน ในอุปกรณ์นี้ พลังงานเคมีที่ผลิตในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเองจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

ปฏิกิริยาออกซิเดชันและการรีดักชันเกิดขึ้นพร้อมกันในเซลล์ เมื่อสปีชีส์หนึ่งผ่านการเกิดออกซิเดชัน มันจะบริจาคอิเล็กตรอนให้กับสปีชีส์อื่น ซึ่งเมื่อได้รับอิเลคตรอนจะลดลง

ดังนั้นตัวที่ออกซิเดชันคือตัวรีดิวซ์และตัวที่รีดิวซ์คือตัวออกซิไดซ์

เธ ออกซิเดชัน เกิดขึ้นเมื่อสปีชีส์สูญเสียอิเล็กตรอนและกลายเป็นไอออนบวก: A → A⁺ + และ^-.

เธ การลดน้อยลง เกิดขึ้นเมื่อสปีชีส์ได้รับอิเล็กตรอนและกลายเป็นกลางทางไฟฟ้า: B⁺ + และ^- → ข.

ในสมการเคมี นี่ การถ่ายโอนอิเล็กตรอน แสดงให้เห็นโดยการเปลี่ยนแปลงของเลขออกซิเดชัน (nox)

ปฏิกิริยารีดักชั่นเกิดขึ้นภายในเซลล์และกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนจากขั้วลบไปยังขั้วบวก

สแต็กทำงานอย่างไร

หนึ่ง ปฏิกิริยารีดอกซ์ โดยทั่วไปสามารถแสดงด้วยสมการได้ดังนี้

A + B⁺ → เอ⁺ + บี

ที่ไหน,

A: สารที่ถูกออกซิไดซ์ สูญเสียอิเล็กตรอน เพิ่มมูลค่า และเป็นตัวรีดิวซ์
B: สารที่ผ่านการรีดิวซ์ รับอิเล็กตรอน ลดการเกิดออกซิเดชัน และเป็นตัวออกซิไดซ์

ดูในภาพต่อไปนี้ว่ากระบวนการนี้สามารถแสดงได้อย่างไร

instagram story viewer

ระบบนี้แบ่งออกเป็นสองเซมิเซลล์และประกอบขึ้นจากขั้วไฟฟ้าโลหะสองขั้วที่เชื่อมต่อภายนอกด้วยลวดนำไฟฟ้าได้รับการพัฒนาโดย John Frederic Daniell (1790-1845) ในปี พ.ศ. 2379

แบตเตอรี่ประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้ว เชื่อมต่อกันด้วยลวดนำไฟฟ้า และอิเล็กโทรไลต์ซึ่งมีอิออนอยู่ อิเล็กโทรดเป็นพื้นผิวนำไฟฟ้าที่เป็นของแข็งที่ช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนได้

ขั้วบวก: อิเล็กโทรดที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เป็นขั้วลบของแบตเตอรี่ด้วย
แคโทด: อิเล็กโทรดที่เกิดการรีดักชัน เป็นขั้วบวกของแบตเตอรี่ด้วย

ในภาพด้านบน โลหะสังกะสีเป็นขั้วบวกและผ่าน ออกซิเดชัน. ทองแดงเมทัลลิกเป็นแคโทดและผ่านการรีดิวซ์ การอพยพของอิเล็กตรอน (e-) เกิดขึ้นจากแอโนดไปยังแคโทดผ่านลวดนำไฟฟ้า

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระบบภาพคือ:

ขั้วบวก (ออกซิเดชัน): Zn_(ส) → Zn²_{(ที่นี่)}+ 2e^-
แคโทด (ลด): Cu²⁺_{(ที่นี่)} + 2e^- → ตูด_(ส)
สมการทั่วไป: Zn_(ส)+ ตูด²⁺_{(ที่นี่)} → ตูด_(ส)+ Zn²⁺_{(ที่นี่)}

สังกะสีเป็นโลหะที่มีแนวโน้มสูญเสียอิเล็กตรอนมากกว่า ดังนั้นจึงเกิดไอออนบวกในสารละลาย อิเล็กโทรดสังกะสีเริ่มสึกหรอและสูญเสียมวลเนื่องจากสังกะสีถูกปล่อยลงในสารละลายเมื่อสร้างไอออนบวกของสังกะสี²⁺.

อิเล็กตรอนจากแอโนดมาถึงแคโทด และเมื่อได้รับไอออนบวกของโลหะ จะถูกแปลงเป็นทองแดงที่เป็นโลหะ ซึ่งจะสะสมอยู่บนอิเล็กโทรดและเพิ่มมวลของอิเล็กตรอน

สะพานเกลือเป็นกระแสไอออนิกที่มีหน้าที่ในการไหลเวียนของไอออนในระบบเพื่อให้เป็นกลางทางไฟฟ้า

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ เลขออกซิเดชัน (nox).

ประเภทแบตเตอรี่

ในเซลล์ แนวโน้มของสปีชีส์เคมีที่จะได้รับหรือบริจาคอิเล็กตรอนนั้นพิจารณาจากศักยภาพการรีดักชัน

ส่วนประกอบที่มีศักยภาพในการลดลงสูงสุดมีแนวโน้มที่จะได้รับการลดลง กล่าวคือ เพื่อให้ได้อิเล็กตรอน สปีชีส์ที่มีศักยภาพการรีดักชันต่ำที่สุดและด้วยเหตุนี้ ศักยภาพการเกิดออกซิเดชันสูงสุด มีแนวโน้มที่จะถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ตัวอย่างเช่น ในปฏิกิริยารีดอกซ์ Zn⁰_(ส) + ตูด²⁺_{(ที่นี่)}→ ตูด⁰_(ส) + Zn²⁺_{(ที่นี่)}

สังกะสีออกซิไดซ์และบริจาคอิเล็กตรอนเพราะมีศักยภาพในการลด E⁰= -0.76V น้อยกว่าศักยภาพการลดทองแดง E⁰ = +0.34V ดังนั้นจึงรับอิเล็กตรอนและมีการลดลง

ดูตัวอย่างสแต็คอื่นๆ ด้านล่าง

กองสังกะสีและไฮโดรเจน

ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน: Zn_(ส) → Zn²⁺ + 2e^- (และ⁰ = -0.76V)

ลดครึ่งปฏิกิริยา: 2H⁺_{(ที่นี่)} + 2e^- → ฮ_2(ก.) (และ⁰ =0.00V)

สมการโลก: Zn_(ส)+ 2H⁺_{(ที่นี่)}→ Zn²⁺_{(ที่นี่)} + โฮ_2(ก.)

การแสดงสแต็ก:

เซลล์ทองแดงและไฮโดรเจน

ปฏิกิริยาครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน: H_2(ก.)→ 2H⁺_{(ที่นี่)} + 2e^- (และ⁰ = 0.00V)

ลดครึ่งปฏิกิริยา: Cu²⁺_{(ที่นี่)} + 2e^- → ตูด_(ส) (และ⁰= +0.34V)

สมการโลก: Cu²⁺_{(ที่นี่)} + โฮ_2(ก.) → 2H⁺_{(ที่นี่)} + ตูด_(ส)

การแสดงสแต็ก: Pt ที่มีวงเล็บเปิด วงเล็บปิด ตัวห้อยท้ายตัวห้อย I ช่องว่าง H ที่มี 2 วงเล็บเปิด g วงเล็บวงเล็บปิด ท้ายตัวห้อยด้วย ตัวยกช่องว่าง I ช่องว่าง H พร้อมวงเล็บเปิด aq ตัวห้อยวงเล็บปิด ตัวห้อยท้ายตัวห้อยต่อกำลังของเครื่องหมายบวก พื้นที่คู่ขนาน พื้นที่ Cu ด้วยวงเล็บเปิด aq ปิดวงเล็บ ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย ยกกำลัง 2 เครื่องหมายบวก I Cu ที่มีวงเล็บเปิด ปิดวงเล็บ ตัวห้อย สิ้นสุด สมัครสมาชิก