Redox in primarne baterije:
Vstavljanje raztopine Zn v raztopino CuSO4 se izvede spontano:
V tem času je bilo opaziti, da se košček Zn raztopi, Cu se na koščku Zn neprestano obori, modra raztopina CuSO4 pa postane svetlejša. Izguba elektronov v Zn se oksidira in Cu2 + zmanjša elektrone. Ker so kosmiči Zn in raztopina CuSO4 v neposrednem stiku, se elektroni v raztopini neposredno prenašajo s površine kosmičev Zn na Cu2 +, pretok elektronov pa je neurejen in nobenega usmerjenega toka elektronov ni mogoče ustvariti. Kemične energije, ki jo vsebuje material, ni mogoče pretvoriti v električno in se lahko sprosti le v obliki toplotne energije, kar dvigne temperaturo reakcijske raztopine.
Če uporabimo napravo za pretvarjanje elektronov v redoks reakciji v urejen tok elektronov, torej ne da bi neposredno prenesli elektrone, se elektroni, ki jih izgubi reducent, prenesejo v oksidant skozi žice. Lahko dobiš moč. Daniel Battery je naprava za uresničitev te ideje. V bateriji Daniel je na levi strani raztopina ZnSO4 z vstavljenim kosom Zn, na desni strani pa raztopina CuSO4 z vstavljenim kosom Cu. Obe raztopini sta ločeni s porozno membrano, ki omogoča prost prehod ionov. Ko sta ploščo Zn in ploščo Cu povezala vrsta žic z galvanometri, so roke galvanometra odklonile, da bi dokazale, da skozi žice teče tok.
Ta naprava, ki uporablja oksidacijsko-redukcijsko reakcijo za pretvorbo kemijske energije v električno energijo, se imenuje primarna baterija ali preprosto baterija.
V primarni bateriji je določeno, da eden od elektronov izteka iz negativne elektrode, elektron pa teče v pozitivno elektrodo. V primarni celici Cu-Zn elektroni tečejo od plošče Zn do plošče Cu. En konec plošče Zn je negativna elektroda, en konec Cu plošče pa pozitivna elektroda. Cu2 + v raztopini CuSO4 dobiva elektrone iz Cu rezine in se reducira na Cu, odložen na Cu rezino. Zn izgubi elektrone, da postane Zn2 + v raztopini ZnSO4. Na dveh elektrodah
Odgovori so:
Negativna elektroda: Zn-2e-Zn2 + (reakcija oksidacije)
Pozitivna elektroda: Cu2 ++ 2e — Cu (reakcija redukcije)
Obe elektrodi sta dodani skupaj, da tvorita reakcijo baterije: Zn + Cu2 + —Zn2 ++ Cu.
Ker cinkova (ali bakrena) elektroda predstavlja le polovico primarne celice, se vsaka elektroda imenuje tudi pol celica. Reakcija oksidacije (ali redukcije), ki se pojavi na vsaki elektrodi, imenujemo reakcija na pol celice ali pol reakcija. Vsaka polovična reakcija je sestavljena iz dveh različnih materialov oksidacijskega števila istega elementa, pri katerih se veliko oksidacijsko število imenuje oksidiranega tipa, nizko oksidacijsko število pa reduciranega tipa in tvorita redoks par, ki se skrajša kot električni par. Simbolizirano kot oksidirano / reducirano. Kot elektrika na Zn2 + / Zn, Cu2 + / Cu.
Teoretično je lahko vsaka spontana redoks reakcija zasnovana kot primarna celica. Pri redoks reakciji oksidant podvrže redukcijsko reakcijo z elektronom in reducent izgubi elektrone zaradi oksidacijske reakcije. Torej, ko je primarna baterija sestavljena, par oksidantov in njihovih redukcijskih produktov predstavlja pozitivno elektrodo, reducent in njegov oksidacijski produkt pa sta par elektronov. negativna elektroda.
V primarni bateriji Cu-Zn, ko reakcija akumulatorja napreduje, se Zn2 + v raztopini ZnSO4 nenehno povečuje, tako da je raztopina pozitivno napolnjena, nasprotna elektroda pa privlači Zn, tako da je težko izgubiti elektrone in preprečiti nadaljnjo oksidacijo Zn . Hkrati raztopina CuSO4, ki se nanese na Cu rezino zaradi Cu2 +, postane Cu, SO42 + v raztopini pa se preveč negativno napolni. Istospolno odbojnost preprečuje, da bi elektroni stekli na Cu rezino, kar preprečuje nadaljnje zmanjšanje Cu2 +. Obe strani raztopine sta napolnjeni in bo neizogibno ovirala reakcijo akumulatorja. Vendar pa porozna membrana med obema raztopinama omogoča, da ioni prehajajo skozi, presežek Zn2 + v levi raztopini pa se razprši na desno raztopino; presežek SO42 + v desni raztopini se razprši na levi strani, ohranja nevtralnost raztopin na obeh straneh, tako da se reakcija akumulatorja nadaljuje. Ker sta hitrost difuzije Zn2 + in SO42 + skozi kontaktni vmesnik obeh rešitev različna, se bo na kontaktnem vmesniku obeh rešitev pojavila potencialna razlika, imenovana stični potencial, njegova prisotnost pa bo vplivala na natančno določitev elektromotiva sila baterije. Za odpravo potenciala stika tekočine se namesto poroznih ločil pogosto uporabljajo solni mostovi.
Podjetje je specializirano za proizvodnjo in prodajo različnih redoks potencialnih elektrod , pozdravilo potrebe strank, ki se posvetujejo z nabavo.
E-pošta: info@yingaolab.com
http://www.lohandbio.com/
