乾電池の構造と動作



一 乾電池 それは、電解質媒体が溶液ではなくペーストからなる電池です。このペーストは、しかし、ある程度の湿度を持っており、これらの理由のために厳密に乾燥していません.

少量の水でイオンが移動するのに十分なので、パイル内の電子の流れ.

最初のウェットパイルを超えるその大きな利点は、それが電解ペーストであるので、その内容物がこぼれないことです。乾電池よりも危険で繊細な、湿った電池で起こること。こぼれの不可能を考えると、乾電池は、携帯機器やモバイル機器の数に使用を見つける.

上の画像では、乾いた亜鉛カーボン電池があります。もっと正確に言えば、それはGeorgesLeclanchéスタックの最新版です。何よりも、それが最も一般的でおそらく最も簡単です。.

これらの装置はあなたのポケットの中に電気に変換することができる化学エネルギーを持っていることによるエネルギーの快適さを表します。このようにして、大規模発電所とその広大な塔とケーブル網によって供給される電流または電力には依存しません。.

索引

  • 1乾電池構造
    • 1.1電極
    • 1.2端末
    • 1.3砂とワックス
  • 2操作
    • 2.1亜鉛電極の酸化
    • 2.2塩化アンモニウムの還元
    • 2.3ダウンロード
  • 3参考文献

乾電池構造

乾電池の構造は？画像では、そのカバーを見ることができます。これは、ポリマーフィルム、スチール、および絶縁ワッシャが正面から突き出ている2つの端子にすぎません。.

ただし、これは外観だけです。その内部には、その最も重要な部分があります。.

各乾電池はそれ自身の特性を有するが、亜鉛 - 炭素電池のみが考慮され、これから他の全ての電池のための一般的な構造が図式化され得る。.

次のセクションで説明されるように、2つ以上のバッテリーのバッテリーはバッテリーとして理解されます、そして後者はボルタ電池です.

電極

上の画像に亜鉛 - 炭素電池の内部構造を示します。ボルタ電池が何であっても、常に（通常）2つの電極があるはずです。1つは電子を放出するもので、もう1つはそれらを受け取るものです。.

電極は電気の伝導性材料であり、電流があるためには、両方とも異なる電気陰性度を持たなければなりません。.

例えば、電池を囲む亜鉛、白錫は、電子が接続する電気回路（デバイス）に電子が向けられる場所です。.

一方、媒体全体にはグラファイトカーボン電極があります。 NHからなるペーストにも浸した4Cl、ZnCl2 とMnO2.

この電極は電子を受け取るもので、記号「+」が付いていることに注意してください。これは、バッテリーのプラス端子です。.

端末

画像のグラファイトロッドの上に見られるように、正の電気端子があります。そしてそれより下で、そこから電子が流れる内部の亜鉛缶から、マイナス端子.

そのため、バッテリーには「+」または「 - 」のマークが付いていて、デバイスに接続する正しい方法を示しているので、電源を入れることができます。.

砂とワックス

図示されていないが、ペーストは緩衝用の砂とワックスシールで保護されているため、わずかな機械的衝撃や攪拌の際にこぼれることやスチールと接触することが防止される。.

操作

乾電池はどのように機能しますか？まず第一に、それはボルタ電池です、すなわち、それは化学反応から電気を生成します。それゆえ、種が電子を増減する杭の中で酸化還元反応が起こります。.

電極はこれらの反応の進行を促進しそして可能にする表面として役立つ。それらの負荷に応じて、種の酸化または還元が起こるかもしれません.

これをよりよく理解するために、亜鉛 - カーボンパイルが囲む化学的側面のみを説明します。.

亜鉛電極の酸化

電子機器の電源が入るとすぐに、電池は亜鉛電極を酸化することによって電子を放出します。これは次の化学式で表すことができます。

Zn => Zn2+ + 2e--

Znが多いなら2+ 金属を取り囲むと、正電荷の分極が起こりますので、それ以上の酸化はありません。したがって、Zn2+ 電子が戻るであろうところで、陰極までペーストを通って拡散しなければならない。.

電子がアーティファクトを活性化すると、それらはもう一方の電極に戻ります。.

塩化アンモニウムの還元

上記の通り、パスタにはNHがあります4ClとMnO2, pHを酸性にする物質。電子が入るとすぐに、以下の反応が起こります：

2NH4+ + 2e- => 2NH3 + H2

アンモニアと水素分子NHの2つの生成物3 とH2, それらはガスであり、それゆえそれらが他の変化を受けないならば山を「膨張させる」ことができます。たとえば、次の2つのように：

Zn2+ + 4NH3 => [Zn（NH3）4]2+

H2 + 2MnO2 →2MnO（OH）

アンモニウムがNHになるために還元された（電子を得た）ことに注意3. 次に、これらのガスをペーストの他の成分によって中和した。.

錯体[Zn（NH）3）4]2+ Znイオンの拡散を促進2+ カソードに向かって、したがってバッテリーが「停止」するのを防ぐ.

装置の外部回路は電子に対するブリッジとして機能する。そうでなければ、亜鉛缶とグラファイト電極との間に直接の接続は決してないであろう。構造のイメージでは、上記の回路は黒いケーブルを表すようになるでしょう.

ダウンロードする

乾電池には多くの種類、サイズ、そして動作電圧があります。それらのいくつかは充電式ではない（一次ボルタ電池）が、他のものは（二次ボルタ電池）.

亜鉛カーボン電池の動作電圧は1.5Vです。それらの形状は、それらの電極およびそれらの電解質の組成によって変わる。.

すべての電解質が反応したことになるでしょう、そしていくら亜鉛が酸化されても、電子を受け取ってそれらの放出を促進する種はありません。.

加えて、形成されたガスがもはや中和されず、パイルの内側に圧力下で残っている場合もあり得る。.

亜鉛カーボン電池、および充電式ではないその他の電池はリサイクルする必要があります。その成分は、特にそれらがニッケルカドミウムである場合、土壌や水を汚染することによって環境に有害である.

参考文献

  1. シヴァー＆アトキンス。 （2008）。無機化学（第4版）。マックグローヒル.
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