Todos los puntos de conocimiento sobre las fuentes de energía química

1. Definición:

La fuente de alimentación química es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica. Incluyendo fuente de alimentación primaria, fuente de alimentación secundaria y pilas de combustible.

2. Batería primaria:

(1) Batería seca alcalina de zinc-manganeso:

Material del ánodo: Zn

Reacción del electrodo: Zn + 2OH - 2e -=== Zn(OH)2

Material del electrodo positivo: MnO2

Reacción del electrodo: 2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-

Reacción total: Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2

(2) Pila de botón de plata-zinc:

Material del ánodo: Zn

Reacción del electrodo: Zn -2e -+2OH-===Zn(OH)2

Material del cátodo: Ag2O

Reacción del electrodo: Ag2O+2e-+H2O===2Ag.H2O===2Ag + 2OH-

Reacción total: Zn＋Ag2O＋H2O=====Zn(OH)2＋2Ag

3. Batería secundaria

(1) Batería de plomo-ácido: negativa material del electrodo: Pb, material del electrodo positivo: Pbo: Pb, material del electrodo positivo: pbo2

La solución del electrolito es una solución de H2SO4 al 30 %

①Reacción durante el proceso de descarga:

Reacción negativa: Pb- 2e-+SO42-===PbSO4

Reacción directa: PbO2+2e-+SO42-+4H+==PbSO4+2H2O

Reacción total : Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O

②Reacción de carga:

Reacción catódica: PbSO4 + 2e- === Pb + SO42-

Reacción anódica: PbSO4+2H2O 2e-===PbO2+4H+SO42-

Reacción total: 2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4

(2) Batería de litio: electrodo positivo material: litio, material del electrodo negativo: grafito,

Electrolito: LiAlCl4, SOCl,

(3) Batería de litio: material del electrodo positivo: litio, material del electrodo negativo: grafito: p> Reacción durante la descarga:

Reacción anódica: 8Li-8e-===8Li+

Reacción positiva 3SOCl2+8e-===SO32-+2S+6Cl-

Reacción total: 8Li+3SOCl2===6LiCl+Li2SO3+2S

4 , Pila de combustible:

(1) Pila de combustible de hidrógeno-oxígeno

① La pila de combustible de hidrógeno-oxígeno es actualmente la pila de combustible más madura.

Batería

Ácida

Alcalina o neutra

Fórmula de reacción anódica

2H2-4e-= == 4H+

2H2-4e-+4OH -===4H2O

Fórmula de reacción del electrodo positivo

O2 + 4e-+ 4H+===2H2O

O2 + 4e- + 2H2O===4OH-

Fórmula de reacción total

2H2 + O2===2H2O

② Celda de combustible El electrodo en sí no participa en la reacción.

(2) Batería de aluminio, aire y agua de mar:

Material del ánodo: aluminio, material del electrodo positivo: lámina de platino,

Solución de electrolitos: Agua de mar,

Reacción negativa: 4Al-12e-==4Al3+

Reacción positiva: 3O2 + 12e- + 6H2O===12OH-

Reacción total: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3

5. Escribir la fórmula de reacción del electrodo de potencia química

Al escribir la fórmula de reacción del electrodo, primero debe basarlo en el trabajo de la batería primaria. El principio es determinar con precisión los electrodos positivo y negativo, luego determinar los productos de los electrodos en función del entorno de la solución electrolítica y, finalmente, escribir la fórmula de reacción basada en la conservación de ganancias y pérdidas. Conservación de masa y conservación de carga.

Las formas generales de escribir fórmulas de reacción de electrodos son:

(1) Método de división

①Escriba la reacción total de la batería primaria, como 2Fe3++ Cu==== 2Fe2++Cu2+.

②La reacción total se divide en dos medias reacciones según la reacción de oxidación y la reacción de reducción, indicando los polos positivo y negativo, y se divide en dos medias reacciones según la conservación de masa, la conservación de carga y la ganancia de electrones. y conservación de pérdidas:

Electrodo positivo: 2Fe3+ + 2e - ==== 2Fe2+

Electrodo negativo: Cu - 2e -==== Cu2+. 2e-===Cu2+.

(2) Suma y resta

①Escribe la reacción total, como Li+LiMn2O4===Li2Mn2O4. Por ejemplo, Li-e-======Li+ (electrodo negativo).

③ Reste la reacción unipolar anterior de la reacción total para obtener la fórmula de reacción del otro electrodo, es decir, LiMn2O4 + Li + + e-=====Li2Mn2O4 (electrodo positivo).