银锌蓄电池电动势的改变,首要受正极板的化学反响阶段性影响,而与电解液的密度无关。 银锌蓄电池正、负极的电极电位φ与氢氧化钾百分比浓度N的联系如图1所示。从图中能够看出氢氧化钾浓度改变(相当于密度改变)时,正、负极的电极电位都要改变,但它们的差值即电池的电动势根本坚持不变。因而,银锌蓄电池的电动势与电解液的密度无关。
与铅蓄电池相同,银锌蓄电池的内电阻也由极板电阻、电解液电阻和极板与电解液的触摸电阻组成。因为银锌蓄电池在充、放电进程中不耗费氢氧化钾,因而内电阻的改变受电解液的影响较小,首要由极板生成物质的电阻决议。例如在放电进程的第一阶段,正极板生成阻值较高的氧化银,负极板也部分被氢氧化锌所隐瞒,因而内电阻将逐步增大。笫二阶段因为正极板生成导电性很好的银,因而内电阻反而有所减小。
银锌蓄电池的作业原理
银锌蓄电池在充好电后,其正极板的活性物质是过氧化银(Ag2O2),负极板的活性物质是锌,电解液是以氢氧化钾为主,并配以锌酸盐的饱满水溶液。放完电后,正极板的活性物质变为银,负极板则变为氢氧化锌[Zn(OH)2]。
放电时,在负极锌与电解液中的氢氧根离子化合,生成氢氧化锌,并放出两个电子,其化学反响式为:
Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e
在正极,化学反响分两个阶段进行。第一阶段,过氧化银取得电子并与水化合,生成氧化银(Ag2O)和氢氧根离子,其化学反响式为:
Ag2O2+H2O+2e→Ag2O+OH-
当放电进行到必定程度时,转入第二阶段,氧化银又取得电子,并与水化合,生成银和氢氧根离子,其化学反响式为:
Ag2O+H2O+2e→2Ag+OH-
与此一起,生成的银还会与过氧化银进行如下反响:
2Ag+Ag2O2→2Ag2O
归纳以上4个反响式,得到放电时的化学反响式如下:
Ag2O2+ 2Zn + 2H2O→2Ag + 2Zn(OH)2
从上述化学反响进程可知,在放电时负极板上的锌被氧化,生成氢氧化锌,一起耗费掉氢氧根离子;正极板上的过氧化银被复原,先生成氧化银,继而生成银,一起耗费掉水,并发生氢氧根离子;电解液中的氢氧化钾并无耗费掉,离子钾和离子氢氧根仅是在南北极间起运送电能的效果,但水则参加化学反响,不断被极板吸收,氢氧化钾的浓度越来越大。
银锌蓄电池的化学反响也是可逆的,故充、放电的化学反响式为:
Ag2O2+ 2Zn + 2H2O 2Ag + 2Zn(OH)2
银锌电池电极反响式
常用的扣子式银锌电池,放电时的电极反响式分别为:
Zn极 Zn+2OH–2e-====Zn(OH)2
Ag2O极 Ag2O+H2O+2e-====2Ag+2OH
十大原电池与电极反响式
一、十大原电池
1、一般锌锰干电池:Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O
负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+
正极(C):2MnO2+2e-+2NH4+=Mn2O3+2NH3↑+H2O
碱性锌锰干电池:Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3
负极(Zn):Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极(C):2MnO2+2e-+H2O=Mn2O3+2OH-
2、铅蓄电池:2PbSO4+2H2O充电 =放电Pb+PbO2+2H2SO4
负极(Pb):Pb-2e-+SO42-=PbSO4
正极(PbO2):PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
3、钮扣电池:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
负极(Zn):Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O
正极(Ag2O):Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
4、镍镉电池:Cd(OH)2+2Ni(OH)2充电= 放电Cd+2NiO(OH)+2H2O
负极(Cd):Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2
正极[NiO(OH)]:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2 +2OH-
5、银锌电池:Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2
负极(Zn):Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极(Ag2O):Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
6、氢镍电池:H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2
负极(通入H2):H2-2e-+2OH-=2H2O
正极[NiO(OH)]:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2 +2OH-
7、心脏起搏器:2Zn+O2+4HCl=2ZnCl2+2H2O
负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+
正极(通入氧气):O2+4e-+4H+=2H2O
8、海水标志灯:4Al+O2+6H2O=4Al(OH)3
负极(Al):Al-3e-=Al3+
正极(通入O2):O2+4e-+2H2O=4OH-
9、氢氧燃料电池:2H2+O2=2H2O
酸电解质 负极(通入H2):H2-2e-=2H+
正极(通入氧气):O2+4e-+4H+=2H2O
碱电解质:负极(通入H2):H2-2e-+2OH-=2H2O
正极(通入氧气):O2+4e-+2H2O=4OH-
碳酸钠电解质:负极(通入H2):H2-2e-+CO32-=CO2↑+H2O
正极(通入氧气和二氧化碳):O2+4e-+2CO2=2CO32-
NiO电解质:负极(通入H2):H2-2e-+O2-H2O
正极(通入氧气):O2+4e-=2O2-
10、锂电池:Li+FePO4= LiFePO4
负极(Li):Li-e-=Li+
正极(FePO4):FePO4+e-+Li+=LiFePO4
二、电极反响式的书写
以氢气与氧气在碱性环境中的燃料电池为例。
1、先剖析总反响,失掉电子的物质为负极,得到电子的物质为正极; 2、然后剖析物质失掉电子或许得到电子应该变成什么;
例如,氢气失掉电子应该变成氢离子,氧气得到电子应该变成氧离子; 3、然后再考虑电解质环境;
如碱电解质环境,氢离子不可能存在,应该和氢氧根离子生成水,而氧离子在水溶液中不存在,应该与水反响生成氢氧根离子(由氧化钠与水反响搬迁过来)。 这样,就有了氢氧燃料电池在KOH作电解质的电极反响式。
负极(通入H2):H2-2e-+2OH-2H2O
正极(通入氧气):O2+4e-+2H2O=4OH-