Bateri alkali

Bateri alkali menggunakan kalium hidroksida sebagai elektrolit untuk menghasilkan tenaga

Apakah bateri alkali?

A Bateri alkali Ia adalah bateri yang memperoleh tenaga dari tindak balas pengoksidaan kimia antara zink (katod) dan mangan dioksida (anod) dan sebagai elektrolit menggunakan kalium hidroksida. Medium adalah asas, jadi ia dipanggil "alkali".

Ini adalah perbezaan utama antara longgokan ini dan banyak lagi, di mana elektrolitnya adalah asid, seperti halnya dengan bateri zink-karbon yang menggunakan garam NH₄CL, atau asid sulfurik tertumpu dalam bateri kereta.

Ia juga merupakan bateri yang kering, kerana elektrolit asas adalah dalam bentuk pasta dengan peratusan kelembapan yang rendah, tetapi cukup untuk membolehkan penghijrahan ion -ion yang mengambil bahagian dalam tindak balas kimia terhadap elektrod, dan dengan itu, selesaikan litar elektron.

Semakin besar tumpukan, semakin besar kehidupan dan keupayaan kerja (terutama jika mereka dimaksudkan untuk artifak yang mengambil banyak tenaga). Untuk artifak kecil, anda mempunyai bateri AA dan AAA.

Perbezaan lain, selain pH komposisi elektrolitiknya, adalah, boleh dicas semula atau tidak, mereka biasanya lebih lama daripada bateri berasid.

Komponen bateri alkali

Dalam bateri zink-karbon, terdapat dua elektrod: satu zink, dan karbon grafik lain. Dalam "versi asas" salah satu elektrod, bukan grafit, terdiri daripada mangan oksida (iv), saya₂, Campuran dengan grafit.

Permukaan kedua -dua elektrod dimakan dan dilapisi dengan pepejal yang terhasil daripada tindak balas.

Dalaman bateri alkali. Sumber: Wikimedia Commons

Juga, bukannya tin dengan permukaan zink homogen sebagai bekas sel, terdapat satu siri cakera padat (imej unggul).

Boleh melayani anda: pepejal kristal: struktur, sifat, jenis, contoh

Di tengah semua cakera terletak batang mno₂, di mana bahagian atas mesin basuh penebat berdiri dan menandakan terminal positif (katod) timbunan.

Cakera ditutup dengan lapisan logam dan logam, yang terakhir juga boleh menjadi filem plastik nipis.

Pangkalan bateri merupakan terminal negatif, di mana zink mengoksidakan dan melepaskan elektron. Tetapi ini memerlukan litar luaran untuk mencapai bahagian atas bateri, terminal positifnya.

Permukaan zink tidak lancar, seperti halnya sel Leclanché, tetapi kasar. Iaitu, mereka membentangkan banyak liang dan kawasan cetek yang besar yang meningkatkan aktiviti bateri.

Elektrolit asas

Bentuk dan struktur bateri berubah mengikut jenis dan reka bentuk. Walau bagaimanapun, semua bateri alkali mempunyai persamaan pH asas komposisi elektrolitik mereka, yang disebabkan oleh penambahan NaOH atau KOH kepada campuran pasty.

Sebenarnya, oh ion adalah^- Mereka yang mengambil bahagian dalam tindak balas yang bertanggungjawab terhadap elektrik yang disumbangkan oleh objek ini.

Bagaimana bateri alkali berfungsi?

Apabila bateri alkali telah dihubungkan dengan artifak dan menghidupkan, zink segera bertindak balas dengan oh^- dari pasta:

Zn (s) + 2OH^-(ac) => Zn (oh)₂(s) + 2e^-

2 elektron yang dikeluarkan oleh perjalanan pengoksidaan zink ke litar luaran, di mana mereka bertanggungjawab untuk memberikan mekanisme elektronik artifak.

Kemudian, mereka kembali ke bateri melalui terminal positif (+), katod, iaitu, mereka mengembara elektrod MNO₂-grafit. Oleh kerana pasta mempunyai kelembapan tertentu, tindak balas berikut berlaku:

Ia boleh melayani anda: calcogens atau amphumos

2mn₂(s) + 2h₂Atau (l) + 2e^- => 2mn (OH) (s) + 2OH^-(Ac)

Sekarang mno₂ Elektron Zn dikurangkan atau dimenangi. Oleh sebab itu terminal ini sepadan dengan katod, di mana pengurangan berlaku.

Oh^- Ia diperbaharui pada akhir kitaran untuk memulakan pengoksidaan Zn. Dengan kata lain, mereka tersebar di tengah -tengah pasta sehingga mereka bersentuhan lagi dengan zink serbuk.

Begitu juga, produk gas terbentuk, seperti halnya dengan longgokan zink-karbon, di mana NH dijana₃ dan h₂.

Titik akan tiba di mana seluruh permukaan elektrod akan dilindungi oleh pepejal Zn (OH)₂ dan MNO (OH), menamatkan hayat berguna timbunan.

Bateri boleh dicas semula

Bateri alkali yang diterangkan tidak boleh dicas semula, jadi sekali "mati" tidak ada cara untuk menggunakannya lagi. Ini berbeza dengan yang boleh dicas semula, yang dicirikan dengan mempunyai reaksi yang boleh diterbalikkan.

Untuk membalikkan produk kepada reagen, arus elektrik mesti digunakan dalam arah yang bertentangan (bukan dari anod ke katod, tetapi dari katod ke anod).

Contoh bateri alkali yang boleh dicas semula ialah NIMH. Ini terdiri daripada anod niooh, yang kehilangan elektron yang pergi ke katod hidrida nikel. Apabila bateri digunakan, dan ini adalah di mana frasa yang diketahui "memuatkan bateri" datang.

Oleh itu, ia boleh dimuat semula beratus -ratus kali, seperti yang diperlukan. Walau bagaimanapun, masa tidak dapat diterbalikkan sepenuhnya dan mencapai keadaan asal (yang tidak wajar).

Begitu juga, ia tidak boleh dicas semula dengan cara yang sewenang -wenangnya: garis panduan yang disyorkan oleh pengeluar mesti diikuti.

Boleh melayani anda: sulfat tembaga pentahydrate: struktur, sifat, kegunaan

Itulah sebabnya lambat laun bateri ini juga binasa dan kehilangan keberkesanannya. Walau bagaimanapun, ia memberikan kelebihan tidak boleh guna dengan cepat, menyumbang kurang kepada pencemaran.

Bateri yang boleh dicas semula lain adalah nikel-kadmium dan litium.

Penggunaan bateri alkali

- Sesetengah varian bateri alkali sangat kecil sehingga mereka boleh digunakan dalam jam tangan, kawalan jauh, jam tangan, radio, mainan, komputer, konsol, lampu suluh, dll. 

- Di pasaran adalah ini yang mendominasi jenis bateri lain (sekurang -kurangnya untuk kegunaan domestik). Mereka bertahan lebih lama dan menjana lebih banyak elektrik daripada timbunan konvensional LeClanché.

- Mereka bekerja dengan baik dalam julat suhu yang luas, mereka juga boleh bekerja di bawah 0 ° C, jadi mereka adalah sumber kuasa elektrik yang baik untuk artifak -artifak yang dikelilingi ais mereka.

Walaupun bateri zink-mangan tidak mengandungi bahan toksik, bateri lain, contohnya merkuri, membuka perdebatan mengenai kemungkinan mereka terhadap alam sekitar.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008). Kimia. Pembelajaran Cengage.
2. Soalan kerap: Sains. Pulih dari Duracell.mx
3. Apakah perbezaan antara bateri alkali & bukan alkali? Pulih dari saintifik.com
4. Bateri Alkaline-Mangan. Mikro pulih.Magnet.FSU.Edu