Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Преимущества химические источников тока




· Портативность

· Бесшумность работы

· Процессы идут при температуре окружающей среды

· Без выделения веществ

В случаях, когда требуется получение большого количества энергии за короткое время, используют аккумуляторы, когда требуется ток малой величины и малое время, используют батарейки.

 

Химические источники тока подразделяются:

-- По назначению:

- Первичные (1 раз)® батарейки

- Вторичные (много)® аккумуляторы

-- По конструкции

- Элементы с загущенным электролитом (непролив.)

- Элементы с жидким электролитом (наливные)

-- По особенностям работы

- С твердыми окислителями

- Элементы воздушных систем

- Смешанные

Сухой элемент предложен Леклонше (1876г.) марганцево-цинковый элемент. Используется электролит в загущенном виде (загуститель крахмал вещества). Применяется для питания аппаратуры связи и бытовых приборов.

Анод – цинк

Катод – графитовый стержень с оксидом 4-х валентного марганца MnO2.

Электролитом является паста (хлорид аммония с добавлением муки или крахмала)

ZnúNH4ClúMnO2

A:               Zn®Zn2++2e

                   2Zn2++NH4Cl®[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+4H+



K:               Восстановление Mn4+ к Mn3+

                   MnO2+H++e®MnOOH

Суммарное уравнение токообразующей реакции

2Zn0+4MnO2+4NH4Cl®4MnOOH+ZnCl+[Zn(NH2)]Cl2

A    K                                                 E=1,5B

Сухой кислородно-цинковый элемент

ZnúNH4ClúO2

Катодным деполяризатором является кислород воздуха, током отвода – активированный уголь, пропитанный водоотталкивающим веществом.

Катод – полый угольный цилиндр, внутренняя полость которого обеспечивает доступ кислорода. Снаружи он соприкасается с загущенным электролитом.

O2+2Zn+4NH4Cl®ZnCl2+[Zn(NH3)4]Cl2+2H2O

                                                                                         E=1,4B

Ртутно-цинковый

Катод – оксид ртути с графитом и запрессованный в отдельный корпус

Анод – цинковый порошок с добавкой 1% ртути, который запрессовывается в крошку электролита

Электролит – 40% гидроксид калия с добавкой 5% оксида цинка. Им пропитывают фильтрованную бумагу, которую помещают между электродами.

HgO+2KOH+Zn®K2ZnO2+H2O+Hg

                                                                                         E=1,34B

Элементы хранятся много лет и работают при температуре до 1300 и используется в приемниках, слуховых аппаратах и кардиостимуляторах.

Наливные

Можно увеличивать напряжение так как на аноде металл с более электроотрицательным потенциалом (Mg). Однако такие аноды в водных растворах окисляются, выделяя водород, что ведет к саморазряду аккумулятора при хранении. Поэтому разработаны элементы, которые хранятся в сухом виде и электролит заливают перед началом работы.

Свинцово-кадмиевый

CdúH2SO4úPbO2

PbO2+H2SO4+Cd®PbSO4+CdSO4+2H2O

E=2,2B

Аккумулятор – устройство, в котором происходит взаимные превращения электрической энергии в химическую и наоборот.

В них под действием внешнего источника тока накапливается химическая энергия, которая затем переходит в электрическую. Процесс накопления химической энергии называется зарядкой аккумулятора, процесс превращения химической энергии в электрическую – разрядкой.

При зарядке он работает как электролизер, при разрядке – гальванический элемент

Свинцовый

Электроды создаются заполнением решеток свинцовой решетки пастой из оксида 2-х валентного свинца. Электролит – 32% H2SO4 при погружении электродов в раствор H2SO4 происходит реакция

PbO+H2SO4®PbSO4¯+H2O

В этом состоянии оба электрода имеют один состав, окислительно-восстановительное взаимодействие невозможно, значит аккумулятор разряжен.

При зарядке через аккумулятор пропускают постоянный ток, и при этом протекает процессы электролиза. На катоде идет процесс восстановления свинца от +2 до 0

K:               PbSO4+2H2++2e®Pb+H2SO4

                   Pb2++2e®Pb0

A:               PbSO4+SO42+®Pb(SO4)2+2e

                   Pb2+®Pb4++2e

Pb(SO4)2+2H2O®PbO2+H2SO4

Таким образом, после разрядки один электрод представляет собой губчатый свинец (PbO2).

При работе аккумулятора (разрядке) процесс протекает в другом направлении

K:               Pb4+O2+H2SO4®Pb(SO4)2+H2O

                   Pb4+(SO4)2+2H++2e®Pb2+SO4+H2SO4

                   Pb4++2e®Pb2+

A:               Pb+SO42–®PbSO4+2e

                   Pb0®Pb2++2e

Pb+PbO2+2H2SO4«2PbSO4+2H2O

                                                                               E=2,04B

                  

В конце заряда напряжение достигает значения диссоциации воды

K:               2H++2e®H20

A:               2H2O®O2­+4H++4e

Разряжать аккумулятор следует до 1,7В, так как при этом на электродах образуется сульфат свинца (PbSO4) особой кристаллической структуры, которая изолирует активную массу электрода от электролита.

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (101)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.011 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7