Акумулятор - це пристрій, в якому електричний струм виробляється з хімічної енергії, що надходить від реакція оксидоредукції, тобто один вид реагенту втрачає електрони (окислення), тоді як інший вид отримує електрони (відновлення).
Див. Подання реакцій окиснення та відновлення, які відбуваються в будь-якому складі:
Окислення: X → та + X+
Вид X втрачає електрон і перетворюється на катіон.
Скорочення: Y- + та → Y
аніон Y- отримує електрон і перетворюється на нейтральний Y-вид.
Основні компоненти стека
Основними компонентами стека є:
Анод: негативний електрод, в якому відбувається реакція окислення, тобто втрата електронів;
Катод: позитивний електрод, в якому відбувається реакція відновлення, тобто приріст електронів;
Електролітичний розчин (сольовий місток) або провідний матеріал (наприклад, графітовий брусок): це засіб, за допомогою якого електрони, віддані анодом, досягають катода.
Основи роботи акумулятора
Функціонування стека відбувається з наступних подій:
1-й принцип: Анодне окислення
Метал в аноді, оскільки він має більшу тенденцію втрачати електрони, стає катіоном, як ми можемо бачити з рівняння нижче:
Zn → Zn2+ + 2 і
2-й принцип: катодне відновлення
Катіони, що входять до складу матеріалу, присутніх в катоді (для прикладу будемо використовувати мідь), при отриманні електрони з анода перетворюються на металеву мідь, як ми можемо бачити в рівнянні нижче:
Дупу2+ + 2e → Cu
перші палі
а) Акумулятор Алессандро Вольта
Спинка Алессандро (перша купа в історії), зібрана в 1800 році, була сформована інтеркальованими металевими дисками, як на зображенні нижче:
Збірка, подібна до Алесандро "Назад до вашого стека"
Записи були перемежовані, оскільки вони мали різний склад. Один був виготовлений з металу цинку, а інший - міді, який завжди відокремлювався ватою, змоченою в розсолі (розчині, утвореному водою та сіллю).
Б) Купа Даніеля
Паля Даніеля, зібрана в 1836 році, складалася з двох напівклітин, з’єднаних провідним дротом і сольовим містком.
Напівклітинка 1: це був анод, тобто негативний полюс акумулятора.
Він складався з цинкової пластини, і частина цієї пластини була занурена в розчин, утворений водою та сульфатом цинку (ZnSO4).
Половинка 2: це був катод, тобто позитивний полюс батареї.
Він складався з мідної пластини, і частина цієї пластини була занурена в розчин, утворений водою та сульфатом міді (CuSO4).
сольовий міст
U-подібна трубка, що містила розчин, утворений водою та хлоридом калію (KCl), який з’єднував дві напівклітини (цинк та мідь) і мав скляну вату на обох кінцях.
в даний час батареї
В даний час існує кілька моделей стеків, але, загалом, вони виглядають так:
Схема, що представляє модель поточного стека
Найбільш використовувані моделі - так звана батарея Лекланше та лужна батарея, які мають такі відмінності:
The) Куча лекланшів
Він має анод, утворений металевим цинком;
Він має катод, утворений пастою з хлоридом амонію, водою, крохмалем та діоксидом марганцю;
Він має графітову планку, яка служить провідником для електронів, що відходять від катода у напрямку до анода.
Б) Лужна батарея
Він має анод, утворений металевим цинком або кадмієм;
Він має катод, утворений оксидом ртуті, оксидом нікелю та йодом;
Він повинен мати змішану основу в матеріалі, з якого складається катод.
Мені Діого Лопес Діас
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-pilha.htm