碳锌电池化学反响
碳锌电池的容器是一个锌罐。里边有一层由NH4Cl和ZnCl2所构成的糊状液体,这个糊状液体经过一个纸层与粉末状的碳和二氧化锰离隔。这些粉末填充在一个碳棒的周围。
在这个干电池里,最外层的锌是电池的负极。在半反响中,锌被氧化,如下式所示:
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e−
一个由粉末状碳和二氧化锰所环绕的石墨棒作为正极。其间,二氧化锰和碳粉混合是为了添加正极的导电性。阴极反响如下图所示:
2MnO2(s) + 2 H+(aq) + 2 e− → Mn2O3(s) + H2O(l)
H+来自于NH4+(aq):
NH4+(aq) → H+(aq) + NH3(aq)
发生的NH3能够与Zn2+结合。
在整个半反响中,锰的氧化态由+4被复原到了+3。
虽然许多副反响也可能发生,但锌碳电池的总反响仍是能够由下式表明:
Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) → Mn2O3(s) + Zn(NH3)22+(aq)
碳锌电池的电动势大约是1.5V。电动势的不确定是因为阴极反响十分复杂,比较来说,阳极反响(锌端)则有一个已知的电势。副反响及活性反响物的耗费直接导致电池的内阻添加,电池电动势下降。