Alkalipariston komponentit, käyttö ja käyttö



alkaliparisto se on akku, jossa sen elektrolyyttisen koostumuksen pH on perus. Tämä on tärkein ero tämän akun ja monien muiden, joissa sen elektrolyytit ovat happamia, välillä. kuten sinkki-hiiliparistot, jotka käyttävät NH-suoloja4Cl tai jopa tiivistetty rikkihappo auton akuissa.

Se on myös kuiva solu, koska emäksiset elektrolyytit ovat pastan muodossa, jossa on pieni kosteusprosentti; mutta tarpeeksi, jotta osallistuvat ionit siirtyisivät kemiallisiin reaktioihin elektrodeja kohti ja siten täydentävät elektronipiirin.

Yllä olevassa kuvassa on 9 V: n Duracell-paristo, joka on yksi tunnetuimmista esimerkkeistä alkaliparistoista. Mitä suurempi pino on, sitä pidempi sen käyttöikä ja työkyky (varsinkin jos ne on tarkoitettu laitteille, jotka kuluttavat paljon energiaa). Pienille laitteille on saatavilla AA- ja AAA-paristoja.

Toinen ero, elektrolyyttisen koostumuksen pH: n lisäksi, on se, että ne ovat ladattavia tai ei-ladattavia tavallisesti kauemmin kuin happoparistot.

indeksi

  • 1 alkalipariston osat
    • 1.1 Perus elektrolyytit
  • 2 Käyttö
    • 2.1 Ladattavat paristot
  • 3 Käyttö
  • 4 Viitteet

Alkalipariston komponentit

Sinkki-hiili-kasassa on kaksi elektrodia: yksi sinkki ja toinen grafiittinen hiili. Sen "perusversiossa" yksi elektrodeista on grafiitin sijasta mangaanioksidi (IV), MnO2 sekoitetaan grafiitin kanssa.

Molempien elektrodien pinta kuluu ja päällystetään reaktioiden tuloksena syntyvillä kiintoaineilla.

Lisäksi solun säiliönä olevan homogeenisen sinkipinnan kanssa olevan tinan sijasta on olemassa joukko CD-levyjä (yläkuva).

MnO: n sauva on kaikkien levyjen keskellä2, jonka yläpäässä ulottuu eristävä aluslevy ja merkitään akun positiivinen liitin (katodi).

Huomaa, että levyt on peitetty huokoisella kerroksella ja metallikerroksella; jälkimmäinen voi olla myös ohut muovikalvo.

Paalun pohja muodostaa negatiivisen terminaalin, jossa sinkki hapettaa ja vapauttaa elektronit; mutta nämä tarvitsevat ulkoisen piirin, joka saavuttaa kasan yläosan, sen positiivisen terminaalin.

Sinkkipinta ei ole sileä, kuten Leclanché-solujen tapauksessa, mutta karkea; toisin sanoen niillä on monia huokosia ja suuri pinta-ala, joka lisää kasauksen aktiivisuutta.

Peruselektrolitit

Paristojen muoto ja rakenne muuttuvat tyypin ja rakenteen mukaan. Kaikilla emäksisillä paristoilla on kuitenkin yhteinen niiden elektrolyyttisen koostumuksen emäksinen pH, joka johtuu NaOH: n tai KOH: n lisäyksestä tahnaseokseen.

Oikeastaan ​​ne ovat OH-ioneja- ne, jotka osallistuvat näiden kohteiden sähköenergian vastuullisiin reaktioihin.

toiminta

Kun alkaliparisto on kytketty laitteeseen ja sytytetty, sinkki reagoi välittömästi OH: n kanssa- pastaa:

Zn (s) + 2OH-(ac) => Zn (OH)2(s) + 2e-

2 sinkkiä hapetettaessa vapautuneet elektronit kulkevat ulkoiseen piiriin, jossa he ovat vastuussa artefaktin elektronisesta mekanismista..

Sitten he palaavat kasaan positiivisen (+) terminaalin, katodin, kautta; eli ne kulkevat MnO-elektrodin läpi2-grafiitti. Koska pastalla on tietty kosteus, tapahtuu seuraava reaktio:

2MnO2(s) + 2H2O (l) + 2e- => 2MO (OH) (s) + 2OH-(Aq)

Nyt MnO2 Zn: n elektronit pienenevät tai saavutetaan. Tästä syystä tämä päätelaite vastaa katodia, joka vähen- tää.

Huomaa, että OH- se regeneroi syklin lopussa Zn: n hapettumisen käynnistämiseksi uudelleen; toisin sanoen ne diffundoituvat pastan keskelle, kunnes ne joutuvat jälleen kosketuksiin jauhetun sinkin kanssa.

Myös kaasumaisia ​​tuotteita ei muodosteta, kuten sinkki-hiili-akun tapauksessa, jossa NH syntyy3 ja H2.

Tulee kohta, jossa koko elektrodin pinta peitetään Zn (OH): n kiintoaineilla.2 ja MnO (OH), joka lopettaa akun käyttöiän.

Ladattavat paristot

Kuvattu alkaliparisto ei ole ladattava, joten kerran "kuollut" ei ole mahdollista käyttää sitä uudelleen. Tämä ei päde sellaisiin ladattaviin laitteisiin, joille on ominaista palautuva reaktio.

Tuotteiden kääntämiseksi reagensseiksi on käytettävä sähkövirtaa vastakkaiseen suuntaan (ei anodista katodiin, vaan katodista anodiin).

Esimerkki ladattavasta alkalisesta akusta on NiMH. Tämä koostuu NiOOH-anodista, joka menettää nikkelihydridikatodiin suunnatut elektronit. Kun akkua käytetään, se purkautuu, ja tällöin tulee tuttu ilmaisu "akun lataaminen"..

Siten sitä voidaan tarvittaessa ladata satoja kertoja; aikaa ei kuitenkaan voida täysin kääntää ja alkuperäiset olosuhteet saavutetaan (mikä olisi luonnoton).

Sitä ei myöskään voida ladata mielivaltaisesti: valmistajan suosittelemia ohjeita on noudatettava.

Siksi ennemmin tai myöhemmin nämä paristot häviävät ja menettävät tehokkuutensa. Sen etuna on kuitenkin se, että se ei ole nopeasti käytettävissä, mikä vähentää vähemmän saastumista.

Muita ladattavia paristoja ovat nikkelikadmium- ja litiumparistot.

sovellukset

Jotkin alkaliparistojen versiot ovat niin pieniä, että niitä voidaan käyttää kelloissa, kauko-ohjaimissa, kelloissa, radioissa, leluissa, tietokoneissa, konsoleissa, taskulampuissa jne. Toiset ovat suurempia kuin Star Wars -kloonin hahmo.

Itse asiassa markkinoilla nämä ovat niitä, jotka hallitsevat muita paristoja (ainakin kotikäyttöön). Ne kestävät pidempään ja tuottavat enemmän sähköä kuin perinteiset Leclanché-paristot.

Vaikka sinkki-mangaaniparisto ei sisällä myrkyllisiä aineita, muut paristot, kuten elohopea, avaavat keskustelun sen mahdollisesta ympäristövaikutuksesta..

Toisaalta alkaliparistot toimivat hyvin laajalla lämpötila-alueella; voi jopa toimia alle 0 ° C: ssa, joten ne ovat hyvä sähkönlähde niille laitteille, joita ympäröi jää.

viittaukset

  1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning.
  3. Bobby. (10. toukokuuta 2014). Lisätietoja useimmista luotettavista alkaliparistoista. Haettu osoitteesta: upsbatterycenter.com
  4. Merkiltä. (2018). Usein kysyttyjä kysymyksiä: tiede. Palautettu osoitteesta duracell.mx
  5. Boyer, Timothy. (19. huhtikuuta 2018). Mitä eroa on alkali- ja ei-alkaliparistojen välillä? Sciencing. Haettu osoitteesta: sciencing.com
  6. Michael W. Davidson ja Florida State University. (2018). Alkalinen-mangaaniakku. Haettu osoitteesta: micro.magnet.fsu.edu