Száraz sejt szerkezete és működése

egy száraz sejt olyan akkumulátor, amelynek elektrolitikus közegét paszta képezi, és nem egy megoldás. Ez a paszta azonban bizonyos mértékű páratartalommal rendelkezik, és ezért nem szigorúan száraz.

A kis mennyiségű víz elegendő ahhoz, hogy az ionok mozogjanak, és így az elektronok áramlása a halomban.

Az első nedves cölöpökkel szembeni óriási előnye az, hogy mivel elektrolit paszta, annak tartalma nem kerülhet ki; valamit, ami nedves elemekkel történt, amelyek veszélyesebbek és kényesebbek, mint a száraz kollégáik. Tekintettel a kiömlések lehetetlenségére, a száraz cellák hordozható és mobil eszközökben használhatók.

A fenti képen száraz cink-szén akkumulátor található. Pontosabban, a Georges Leclanché verem modern változata. Mindezek közül a leggyakoribb és talán a legegyszerűbb.

Ezek az eszközök az energia komfortot jelentik, mivel a zsebében a villamos energiává alakítható kémiai energiát használják; és így nem függ a nagy erőművek áramától és áramától, valamint a tornyok és kábelek hatalmas hálózatától.

index

• 1 Száraz sejtszerkezet
  • 1.1 Elektródák
  • 1.2 Terminálok
  • 1.3 Homok és viasz
• 2 Működés
  • 2.1 A cinkelektród oxidációja
  • 2.2 Az ammónium-klorid redukciója
  • 2.3 Letöltés
• 3 Referenciák

Száraz sejtstruktúra

Mi a száraz sejt szerkezete? A képen látható a fedele, ami nem más, mint egy polimer film, acél, és a két csatlakozó, amelyek szigetelő alátétei elől elülnek.

Ez azonban csak külső megjelenése; belsejében a legfontosabb részei, amelyek biztosítják a megfelelő működését.

Minden egyes száraz cellának megvan a saját jellemzője, de csak a cink-szén akkumulátor kerül figyelembe vételre, amelyből az összes többi elem általános szerkezete vázlatos..

A két vagy több elem akkumulátora akkumulátorként értelmezhető, az utóbbiak pedig voltaikus cellák, amint azt egy következő részben ismertetjük..

elektródák

A cink-szén akkumulátor belső szerkezete a felső képen látható. Nem számít, milyen a voltaikus cella, mindig két (általában) elektróda legyen: az egyik, amelyből az elektronok szabadulnak fel, és egy másik, amelyik fogadja őket.

Az elektródák villamosan vezető anyagok, és ahhoz, hogy áramot kapjanak, mindkettőnek különböző elektronegativitással kell rendelkeznie.

Például az akkumulátort körülvevő cink, fehér ón, ahol az elektronok elhagyják az elektromos áramkört (eszközt), ahol csatlakozik.

Másrészt, a teljes közegben a grafit szén-elektróda; az NH-ból álló pasztaba is beágyazódik₄Cl, ZnCI₂ és MnO₂.

Ez az elektróda az, amelyik fogadja az elektronokat, és megjegyzi, hogy a '+' szimbólummal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy az akkumulátor pozitív kapcsa..

terminálok

Amint a képen látható a grafit rúd, a pozitív elektromos terminál van; és az alábbiakban, a belső cinkből, amelyből az elektronok áramlik, a negatív terminál.

Éppen ezért az akkumulátorok „+” vagy „-” jeleket tartalmaznak, amelyek jelzik, hogy a készüléket hogyan lehet megfelelően csatlakoztatni és így bekapcsolni.

Homok és viasz

Bár ez nem látható, a pasztát párnázó homok és viasztömítés védi, amely megakadályozza, hogy kisebb mechanikai ütközések vagy keverés esetén kiömljön vagy érintkezzen az acélral..

működés

Hogyan működik a száraz cella? Először is, ez egy voltaikus sejt, vagyis kémiai reakciókból generál áramot. Ezért a redox-reakciók a cölöpökön belül fordulnak elő, ahol a fajok elnyelik vagy elveszítik az elektronokat.

Az elektródok olyan felületként szolgálnak, amely megkönnyíti és lehetővé teszi ezen reakciók kialakulását. Terhelésüktől függően a faj oxidációja vagy csökkentése előfordulhat.

Hogy ezt jobban megértsük, csak a cink-szén halomban lévő kémiai szempontokat ismertetjük.

A cinkelektród oxidációja

Amint az elektronikus készülék be van kapcsolva, az akkumulátor elektronokat szabadít fel a cinkelektród oxidálásával. Ezt a következő kémiai egyenlet jellemzi:

Zn => Zn²⁺ + 2e^--

Ha sok Zn van²⁺ A fém körülvevő pozitív töltési polarizáció következik be, így nem lesz további oxidáció. Ezért a Zn²⁺ a pasztán át kell szóródnia a katódra, ahol az elektronok visszatérnek.

Az elektronok, miután aktiválták a műterméket, visszatérnek a másik elektródához: a grafitba, hogy kémiai fajokat találjanak "várják".

Az ammónium-klorid redukciója

Amint fentebb említettük, a tésztában NH van₄Cl és MnO₂, a savas pH-értéküket megváltoztató anyagok. Amint az elektronok belépnek, a következő reakciók lépnek fel:

2NH₄⁺ + 2e^- => 2NH₃ + H₂

A két termék, ammónia és molekuláris hidrogén, NH₃ és H₂, ezek gázok, és ezért „felfújhatják” a halomot, ha más átalakítások nem mennek keresztül; mint például a következő két:

Zn²⁺ + 4NH₃ => [Zn (NH₃)₄]²⁺

H₂ + 2MnO₂ => 2 MNO (OH)

Ne feledje, hogy az ammóniumot csökkentették (megszerzett elektronok) az NH-ra₃. Ezután ezeket a gázokat a paszta más komponensei semlegesítették.

A komplex [Zn (NH₃)₄]²⁺ megkönnyíti a Zn ionok diffúzióját²⁺ a katód felé, és így megakadályozza, hogy az akkumulátor leálljon.

Az eszköz külső áramköre az elektronok hídaként működik; ellenkező esetben sohasem lehetne közvetlen kapcsolat a cink és a grafit elektród között. A szerkezet képében az említett áramkör a fekete kábelt képviseli.

mentesítés

A szárazelemek sokféle változata, mérete és üzemi feszültsége van. Némelyikük nem újratölthető (elsődleges voltaikus sejtek), míg mások (másodlagos voltaikus sejtek).

A cink-szén akkumulátor 1,5 V-os üzemi feszültséggel rendelkezik. Formájuk elektródáktól és elektrolitjaik összetételétől függően változik.

Eljön az a pont, ahol az összes elektrolit reagál, és nem számít, mennyi cinket oxidálnak, nem lesz olyan faj, amely megkapja az elektronokat és elősegíti azok szabadulását.

Ezenkívül előfordulhat, hogy a keletkezett gázok semlegesülnek, és nyomás alatt maradnak a cölöpökön belül.

A cink-szén elemeket és más nem újratölthető elemeket újra kell hasznosítani; mivel összetevői, különösen ha nikkel-kadmium, talajok és vizek szennyeződésével károsak a környezetre.

referenciák

1. Shiver & Atkins. (2008). Szervetlen kémia (Negyedik kiadás). Mc Graw-hegy.
2. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
3. A "száraz cellás" akkumulátor. A lap eredeti címe: makahiki.kcc.hawaii.edu
4. Hoffman S. (2014. december 10.). Mi az a száraz cellás akkumulátor? Szerkesztve: upsbatterycenter.com
5. Weed, Geoffrey. (2017. április 24.). Hogyan működik a száraz cellás akkumulátor? Sciencing. A lap eredeti címe: sciencing.com
6. Woodford, Chris. (2016) Elemek. A lap eredeti címe: magyarázó.