산화 환원 및 기본 배터리-회사 뉴스-뉴스-Hangzhou Lohand Biological Technology Co., Ltd

산화 환원 및 기본 배터리 :

Zn 조각을 CuSO4 용액에 삽입하면 다음과 같이 자연스럽게 진행됩니다.

이때, Zn 조각이 용해되고, Cu가 Zn 조각 상에 연속적으로 침전되고, 청색 CuSO4 용액이 더 밝아지는 것이 관찰되었다. Zn에서 전자의 손실은 산화되고 Cu2 +는 전자를 감소시킨다. Zn 플레이크 및 CuSO4 용액이 직접 접촉하기 때문에, 전자는 Zn 플레이크 표면으로부터 용액 중의 Cu2 +로 직접 전달되고, 전자의 흐름이 무질서하고 방향성 전자 흐름이 생성 될 수 없다. 재료에 포함 된 화학 에너지는 전기 에너지로 변환 될 수 없으며 열 에너지 형태로만 방출되어 반응 용액의 온도가 상승합니다.

전기의 원리에 따라, 산화 환원 반응에서 전자를 정렬 된 전자 흐름, 즉 전자를 직접 전달하지 않는 장치로 변환 할 수 있다면 환원제에 의해 손실 된 전자는 산화제로 전달됩니다. 전선. 당신은 힘을 얻을 수 있습니다. Daniel Battery는이 아이디어를 실현하는 장치입니다. Daniel 배터리에서 왼쪽은 Zn 조각이 삽입 된 ZnSO4 솔루션이고 오른쪽은 Cu 조각이 삽입 된 CuSO4 솔루션입니다. 두 용액은 이온의 자유로운 통과를 허용하는 다공성 막으로 분리됩니다. Zn 플레이트와 Cu 플레이트가 검류계가있는 일련의 전선으로 연결되면 검류계의 손이 전선을 통해 흐르는 전류가 있음을 입증하기 위해 편향되었습니다.

화학 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해 산화 환원 반응을 사용하는이 장치를 기본 배터리 또는 간단히 배터리라고합니다.

1 차 전지에서, 전자 중 하나가 음극으로부터 흘러 나가고, 전자가 양극으로 흘러가도록 규정되어있다. Cu-Zn 일차 전지에서, 전자는 Zn 플레이트로부터 Cu 플레이트로 흐른다. Zn 플레이트의 일단은 음극이고, Cu 플레이트의 일단은 양극이다. CuSO4 용액 중의 Cu2 +는 Cu 웨이퍼로부터 전자를 얻고 Cu 웨이퍼 상에 증착 된 Cu로 환원된다. Zn은 전자를 잃어 ZnSO4 용액으로 Zn2 +가된다. 두 개의 전극에서

응답은 다음과 같습니다.

음극 : Zn-2e-Zn2 + (산화 반응)

양극 : Cu2 ++ 2e-Cu (환원 반응)

두 개의 전극 이 함께 추가되어 배터리 반응을 형성합니다 : Zn + Cu2 + -Zn2 ++ Cu.

아연 (또는 구리) 전극은 1 차 전지의 절반 만 구성하기 때문에 각 전극을 반 전지라고도합니다. 각 전극에서 발생하는 산화 (또는 환원) 반응을 반전 지 반응 또는 반 반응이라고합니다. 각각의 반-반응은 동일한 원소의 2 개의 상이한 산화수 물질로 구성되는데, 여기서 높은 산화수는 산화 형이라하고, 낮은 산화수는 환원 형으로되며, 이는 환원 된 산화 환원 쌍을 구성한다. 전기 쌍으로. 산화 / 환원으로 표시됩니다. Zn2 + / Zn, Cu2 + / Cu의 전기 등.

이론적으로, 임의의 자발적 산화 환원 반응은 일차 전지로 설계 될 수있다. 산화 환원 반응에서 산화제는 전자와의 환원 반응을 겪고 환원제는 전자를 잃어 산화 반응을 겪는다. 따라서, 1 차 전지가 구성 될 때, 한 쌍의 산화제 및 이의 환원 생성물은 양극을 구성하고, 환원제 및 이의 산화 생성물은 한 쌍의 전자를 구성한다. 음극.

Cu-Zn 일차 전지에서, 전지 반응이 진행됨에 따라, ZnSO4 용액의 Zn2 +는 지속적으로 증가하여 용액이 양으로 대전되고, 반대 전극은 Zn을 끌어 당겨서 전자를 잃기 어렵고 추가 Zn 산화를 방지한다 . 동시에, Cu2 +로 인해 Cu 웨이퍼 상에 증착 된 CuSO4 용액은 Cu가되고, 용액 중의 SO42 +는 과도하게 하전된다. 동성 반발은 전자가 Cu 웨이퍼로 흐르는 것을 방지하여 추가 Cu2 + 감소를 방지합니다. 용액의 양면이 충전되고 필연적으로 배터리 반응을 방해 할 것이다. 그러나, 두 용액 사이의 다공성 막은 이온이 통과하게하고, 왼쪽 용액에서 과량의 Zn2 +는 오른쪽 용액으로 확산된다; 오른쪽 용액의 과도한 SO42 +는 왼쪽으로 확산되어 배터리 반응이 계속되도록 양쪽에 용액의 중성을 유지합니다. 두 솔루션의 접점 인터페이스를 통한 Zn2 + 및 SO42 + 확산 속도가 다르기 때문에 접합 전위라고하는 전위차가 두 솔루션의 접점 인터페이스에서 발생하며 그 존재는 전동기의 정확한 결정에 영향을 미칩니다 배터리의 힘. 액체 접합 전위를 제거하기 위해, 다공성 분리기 대신 소금 브리지가 종종 사용됩니다.