Alkalin pil bileşenleri, kullanım ve kullanımları

alkalin pil elektrolitik bileşiminin pH'ının baz olduğu bir bataryadır. Bu, bu batarya ve elektrolitlerinin asidik olduğu diğerleri arasındaki ana farktır; NH tuzlarını kullanan çinko-karbon pillerde olduğu gibi₄Araba akülerinde Cl veya hatta konsantre sülfürik asit.

Aynı zamanda kuru bir hücredir, çünkü bazik elektrolitler düşük oranda nem oranına sahip bir macun formundadır; ancak katılan iyonların, elektrotlara karşı kimyasal reaksiyonlarda göç etmesine ve böylece elektron devresini tamamlamasına yetecek kadar.

Yukarıdaki resimde, en iyi bilinen alkali pil örneklerinden biri olan 9V Duracell pili var. Yığın ne kadar büyük olursa, ömrü ve çalışma kapasitesi de o kadar uzun olur (özellikle çok enerji tüketen cihazlar için kullanılıyorsa). Küçük cihazlar için, AA ve AAA piller mevcuttur..

Elektrolitik bileşiminin pH'ından başka bir fark, yeniden şarj edilebilir olsun ya da olmasın, genellikle asit pillerden daha uzun dayanırlar..

indeks

• 1 Alkalin pilin bileşenleri
  • 1.1 Temel elektrolitler
• 2 işlemi
  • 2.1 Şarj edilebilir piller
• 3 Kullanım
• 4 Kaynakça

Alkalin pilin bileşenleri

Çinko-karbon yığında iki elektrot vardır: bir çinko ve diğer grafit karbon. "Temel versiyonunda" grafit yerine elektrotlardan biri, MnO manganez oksitten (IV) oluşur₂ grafit ile karıştırılmış.

Her iki elektrotun yüzeyi, reaksiyonlardan kaynaklanan katı maddelerle tüketilir ve kaplanır.

Ayrıca, hücre için bir kap olarak homojen bir çinko yüzeyine sahip bir teneke yerine, bir dizi kompakt disk vardır (üstten görüntü)..

Tüm disklerin merkezinde bir MnO çubuğu vardır₂, üst ucunda yalıtkan bir yıkayıcı çıkıntı yapar ve bataryanın pozitif terminalini (katot) işaretler..

Disklerin gözenekli bir tabaka ve metalik bir tabaka ile kaplı olduğuna dikkat edin; ikincisi ayrıca ince bir plastik film olabilir.

Kazık tabanı, çinkonun elektronları oksitlediği ve salıverdiği negatif terminalde oluşur; ancak bunlar, yığının tepesine, pozitif ucuna ulaşmak için harici bir devreye ihtiyaç duyarlar..

Çinko yüzeyi, Leclanché hücrelerinde olduğu gibi pürüzsüz değil, pürüzlüdür; yani, çok sayıda gözeneke ve kazık aktivitesini artıran geniş bir yüzey alanına sahiptirler..

Temel elektrolitler

Pillerin şekli ve yapısı tip ve tasarıma göre değişir. Bununla birlikte, tüm alkalin piller ortak olarak elektrolitik bileşimlerinin bazik bir pH'ına sahiptir; bu, macun karışımına NaOH veya KOH eklenmesinden kaynaklanmaktadır..

Aslında bunlar OH iyonlarıdır^- elektrik enerjisinin sorumlu reaksiyonlarına katılanlar bu nesnelerin katkılarıyla.

operasyon

Alkalin batarya cihaza bağlandığında ve ateşlendiğinde, çinko hemen OH ile reaksiyona girer.^- makarnanın

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

Çinkonun oksidasyonu ile açığa çıkan 2 elektron, dış etkene hareket eder ve burada yapay nesnenin elektronik mekanizmasından sorumludur..

Daha sonra, pozitif (+) terminali olan katot aracılığıyla yığına geri dönerler; yani, MnO elektrodundan geçerler₂-grafit. Macun belirli bir neme sahip olduğundan, aşağıdaki reaksiyon gerçekleşir:

2MnO₂(s) + 2H₂O (l) + 2e^- => 2MnO (OH) (s) + 2OH^-(Sulu)

Şimdi MnO₂ Zn'deki elektronlar azaltılır veya kazanılır. Bu nedenle bu terminal, indirgenin gerçekleştiği katoda karşılık gelir..

OH olduğuna dikkat edin.^- Zn'nin oksidasyonunu yeniden başlatmak için döngünün sonunda yenilenir; Başka bir deyişle, toz halindeki çinko ile tekrar temas edinceye kadar macunun ortasında dağılırlar..

Ayrıca, NH'nin üretildiği çinko-karbon bataryada olduğu gibi gaz halindeki ürünler oluşmaz₃ ve H₂.

Elektrotun tüm yüzeyinin Zn (OH) katıları ile kaplanacağı bir nokta gelecektir.₂ ve pilin kullanım ömrünü sonlandıran MnO (OH).

Şarj edilebilir piller

Açıklanan alkalin pil şarj edilemez, bu nedenle bir kez "bittiğinde" tekrar kullanmanın bir yolu yoktur. Bu, geri dönüşümlü reaksiyonlara sahip olma özelliğine sahip, şarj edilebilir olanlarda geçerli değildir..

Ürünleri reaktiflere ters çevirmek için, ters yönde bir elektrik akımı uygulanmalıdır (anottan katoda değil, katottan anoda).

Şarj edilebilir bir alkalin pilin bir örneği NiMH'dir. Bu, nikel hidrit katoduna yönlendirilmiş elektronları kaybeden bir NiOOH anotundan oluşur. Batarya kullanıldığında boşalmış ve "tanıdık batarya" ifadesinin geldiği yer burasıdır..

Böylece, gerektiğinde yüzlerce kez şarj edilebilir; ancak, zaman tamamen geri alınamaz ve orijinal koşullara ulaşılamaz (bu doğal değildir).

Ayrıca, keyfi bir şekilde şarj edilemez: Üretici tarafından önerilen kurallara uyulmalıdır..

Bu nedenle er ya da geç bu piller de yok olur ve etkinliğini kaybeder. Ancak, hızlı bir şekilde tek kullanımlık olmama, kirliliğe daha az katkıda bulunma avantajına sahiptir..

Diğer şarj edilebilir piller nikel-kadmiyum ve lityum pillerdir..

uygulamaları

Bazı alkalin pil çeşitleri, saatlerde, uzaktan kumandalarda, saatlerde, radyolarda, oyuncaklarda, bilgisayarlarda, konsollarda, el fenerlerinde vb. Kullanılabilecek kadar küçüktür. Diğerleri, Star Wars klonunun heykelciklerinden daha büyük.

Aslında, piyasada bunlar diğer akü tiplerine göre baskın olanlardır (en azından ev kullanımı için). Daha uzun ömürlü ve geleneksel Leclanché pillerden daha fazla elektrik üretiyorlar.

Çinko-manganez bataryası zehirli maddeler içermese de, civa gibi diğer bataryalar çevre üzerindeki olası etkileri hakkında bir tartışma başlatır..

Öte yandan, alkalin piller geniş bir sıcaklık aralığında çok iyi çalışır; 0 ° C'nin altında bile çalışabilirler, bu nedenle buzla çevrili cihazlar için iyi bir elektrik gücü kaynağıdırlar..

referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya. (8. basım). CENGAGE Öğrenme.
3. Bobby. (10 Mayıs 2014). En Güvenilir Alkalin Piller Hakkında Daha Fazla Bilgi Edinin. Alınan kaynak: upsbatterycenter.com
4. Duracell. (2018). Sıkça sorulan sorular: bilim. Alınan: duracell.mx
5. Boyer, Timothy. (19 Nisan 2018). Alkalin ve Alkalin Olmayan Piller Arasındaki Fark Nedir? Sciencing. Şu kaynaktan alındı: sciencing.com
6. Michael W. Davidson ve Florida Eyalet Üniversitesi. (2018). Alkali-Mangan Bataryası. Alınan: micro.magnet.fsu.edu