Diagrama esquemático de la aplicación del principio de la batería primaria (tres elementos y cuatro condiciones de la batería primaria)

1. El concepto y naturaleza de la reacción

Una batería es originalmente un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica, y su reacción es esencialmente una reacción de oxidación-reducción.

En segundo lugar, la composición de las células primarias

1. Condiciones de composición

Hay dos electrodos con diferentes actividades.

Insertar el electrodo en la solución electrolítica o electrolito fundido.

Se forma un circuito cerrado entre los dos electrodos.

3. Observa las tres condiciones constitutivas.

Observar la reacción: ver si hay una reacción redox espontánea.

Dos electrodos: generalmente dos electrodos con diferentes actividades.

Comprueba si se forma un bucle cerrado. Se requieren tres condiciones para formar un circuito cerrado:

solución de electrolito;

contacto directo o indirecto entre los dos electrodos;

insertar los dos electrodos en el electrolito solución.

Tres. Tres direcciones en una batería primaria:

1. Dirección del electrón: fluye desde el electrodo negativo al electrodo positivo a lo largo del cable;

Dirección de la corriente: fluye desde el electrodo positivo al negativo. electrodo a lo largo del cable;

3. Dirección de migración de los iones: en la solución electrolítica, los aniones migran hacia el electrodo negativo y los cationes migran hacia el electrodo positivo.

Método de análisis de la dirección del flujo de electrones: cambiar las condiciones, movimiento equilibrado, transferencia de electrones, determinar el área según el área, determinar la dirección del flujo; el electrodo.

Cuatro. Principio de funcionamiento

Tome la batería primaria de cobre-zinc como ejemplo

1 Composición del puente salino:

El puente está lleno de KCl saturado, nitrato de potasio y. otras soluciones y gelatina hecha de agar.

La función del puente salino:

Conectar el circuito interno para formar un circuito cerrado;

Equilibrar la carga para que la batería original genere corriente continuamente.

3. Reacción del electrodo:

Ánodo: Zn-2e-=Zn2

Cátodo: Cu2 2e-=Cu

Total de celdas Reacción:

Sulfato de zinc y cobre = sulfato de cobre y zinc

Agente reductor: zinc; agente oxidante: sulfato de cobre

Principio de funcionamiento:

Una batería de cobre consta de una "media celda" que consta de un electrodo de cobre insertado en una solución de CuSO4 y la otra mitad de celda que consta de un electrodo de zinc insertado en una solución de ZnSO4. Las dos semiceldas están conectadas a través de un tubo en forma de U invertida. Puente salino, un tubo de ensayo que contiene un gel hecho de una solución saturada de KCl y agar. En el dispositivo de batería primaria, los electrones se transfieren desde el cátodo de Zn al ánodo de Cu a través del cable, y el catión Cu2 obtiene electrones en el ánodo mediante el movimiento de los electrones en el circuito y los iones en la solución, se forma un bucle para; conducir corriente. En este momento, si se utiliza un cable para conectar los dos polos y se conecta un galvanómetro en serie en el medio, el puntero del galvanómetro se desviará, indicando que hay corriente fluyendo a través del circuito.

5. Análisis relacionado con el principio de la batería primaria

Notas para comprender el principio de funcionamiento de la batería primaria

1 Al diseñar la batería primaria, hay Sólo las reacciones exotérmicas de oxidación y reducción pueden convertir la energía química en energía eléctrica.

El movimiento direccional de aniones y cationes en la solución electrolítica, junto con el movimiento direccional de los electrones en el cable, forman un circuito cerrado completo.

Ya sea en una batería primaria o en una celda electrolítica, los electrones no pueden pasar a través de la solución electrolítica.

El número total de electrones perdidos por el electrodo negativo de la batería primaria es igual al número total de electrones ganados por el electrodo positivo.

Hay muchas formas de formar un circuito cerrado de una batería primaria. Puede ser un cable que conecte dos electrodos, o que los dos electrodos estén en contacto entre sí.

Instrucciones especiales para verbos intransitivos

1. En el dispositivo de batería primaria, los electrones se transfieren del electrodo negativo al electrodo positivo a través del cable. Los cationes obtienen electrones en el electrodo positivo. , y pasan a través de los electrones en el circuito y la solución. El movimiento de los iones forma un circuito eléctrico, conduciendo corriente eléctrica. Los electrones no entran en la solución y no pueden migrar en la solución.

La batería primaria divide una reacción redox completa en dos medias reacciones, el electrodo negativo realiza la reacción de oxidación y el electrodo positivo realiza la reacción de reducción.

Generalmente, el número de electrones ganados y perdidos en la reacción de los dos electrodos se escribe igual y la ecuación de reacción total se obtiene sumándolos.

3. Los aniones deben pasar al electrodo negativo y los cationes deben pasar al electrodo positivo. Esto se debe a: electrodo negativo

Cuando la tasa de electrones del oxidante es igual a la tasa de pérdida de electrones del agente reductor, la reacción reversible alcanza un estado de equilibrio químico y el puntero del amperímetro muestra cero cuando el; El puntero del amperímetro se desvía en la dirección opuesta, implica que los electrones en el circuito fluyen en la dirección opuesta, lo que indica que el equilibrio químico se ha desplazado en la dirección opuesta.

Los iones que no participan en la reacción del electrodo se mueven desde una perspectiva microscópica, pero desde una perspectiva macroscópica, su concentración en cada zona de la solución se mantiene básicamente sin cambios.

Si hay una membrana de intercambio, los iones pueden pasar selectivamente a través de la membrana de intercambio, como una membrana de intercambio catiónico, y los cationes pueden moverse al ánodo a través de la membrana de intercambio.

Si la reacción es reversible y se cambian las condiciones, al cambiar la dirección del movimiento de equilibrio, también cambia la dirección de la corriente, y se invierten los electrodos positivo y negativo.

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