Pin oxi hóa và sơ cấp - Tin tức công ty - Tin tức - Công ty TNHH công nghệ sinh học Hàng Châu Lohand

Redox và pin chính:

Chèn mảnh Zn vào dung dịch CuSO4 một cách tự nhiên tiến hành như sau:

Tại thời điểm này, người ta quan sát thấy mảnh Zn bị hòa tan, Cu liên tục bị kết tủa trên mảnh Zn và dung dịch CuSO4 màu xanh trở nên nhẹ hơn. Mất electron trong Zn bị oxy hóa và Cu2 + bị giảm electron. Do các mảnh Zn và dung dịch CuSO4 tiếp xúc trực tiếp với nhau, các electron được chuyển trực tiếp từ bề mặt của các mảnh Zn sang Cu2 + trong dung dịch, và dòng điện tử bị rối loạn và không thể tạo ra dòng điện tử định hướng. Năng lượng hóa học có trong vật liệu không thể chuyển đổi thành năng lượng điện và chỉ có thể được giải phóng dưới dạng năng lượng nhiệt, làm tăng nhiệt độ của dung dịch phản ứng.

Theo nguyên lý điện, nếu một thiết bị có thể được sử dụng để chuyển đổi các electron trong phản ứng oxi hóa khử thành dòng điện tử có trật tự, nghĩa là không chuyển trực tiếp các electron, các electron bị mất bởi chất khử được chuyển đến chất oxy hóa thông qua Các dây. Bạn có thể có được sức mạnh. Pin Daniel là thiết bị để hiện thực hóa ý tưởng này. Trong pin Daniel, bên trái là dung dịch ZnSO4 có chèn Zn và bên phải là dung dịch CuSO4 có chèn Cu. Hai giải pháp được ngăn cách bởi một màng xốp cho phép các ion tự do đi qua. Khi tấm Zn và tấm Cu được nối với nhau bằng một loạt các dây có điện kế, tay của điện kế bị lệch để chứng minh rằng có dòng điện chạy qua dây.

Thiết bị này sử dụng phản ứng oxy hóa - khử để chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện được gọi là pin chính, hay đơn giản là pin.

Trong pin sơ cấp, quy định rằng một trong số các electron chảy ra khỏi điện cực âm và electron chảy vào điện cực dương. Trong tế bào sơ cấp Cu-Zn, các electron chảy từ tấm Zn sang tấm Cu. Một đầu của tấm Zn là một điện cực âm và một đầu của tấm Cu là một điện cực dương. Cu2 + trong dung dịch CuSO4 nhận electron từ wafer Cu và bị khử thành Cu lắng đọng trên wafer Cu. Zn mất các electron để trở thành Zn2 + vào dung dịch ZnSO4. Trên hai điện cực

Các câu trả lời là:

Điện cực âm: Zn-2e-Zn2 + (phản ứng oxy hóa)

Điện cực dương: Cu2 ++ 2e xông Cu (phản ứng khử)

Hai điện cực được thêm vào với nhau để tạo thành một phản ứng pin: Zn + Cu2 + SựZn2 ++ Cu.

Do điện cực kẽm (hoặc đồng) chỉ cấu thành một nửa tế bào sơ cấp, nên mỗi điện cực còn được gọi là một nửa tế bào. Phản ứng oxy hóa (hoặc khử) xảy ra trên mỗi điện cực được gọi là phản ứng nửa tế bào hoặc phản ứng nửa. Mỗi phản ứng nửa gồm hai nguyên liệu số oxi hóa khác nhau của cùng một nguyên tố, trong đó số oxi hóa cao được gọi là loại oxi hóa và số oxi hóa thấp được gọi là loại khử và chúng tạo thành một cặp oxi hóa khử, được viết tắt như một cặp điện. Tượng trưng là oxy hóa / giảm. Chẳng hạn như điện trên Zn2 + / Zn, Cu2 + / Cu.

Về lý thuyết, bất kỳ phản ứng oxi hóa khử tự phát nào cũng có thể được thiết kế như một tế bào chính. Trong phản ứng oxi hóa khử, chất oxi hóa trải qua phản ứng khử với electron và chất khử bị mất electron để trải qua phản ứng oxy hóa. Do đó, khi pin chính được cấu thành, cặp chất oxy hóa và các sản phẩm khử của chúng tạo thành một điện cực dương, và chất khử và sản phẩm oxy hóa của nó tạo thành một cặp electron. điện cực âm.

Trong pin chính Cu-Zn, khi phản ứng của pin tiến triển, Zn2 + trong dung dịch ZnSO4 liên tục tăng, do đó dung dịch được tích điện dương và điện cực đối diện thu hút Zn nên khó bị mất điện tử và ngăn chặn quá trình oxy hóa Zn hơn nữa. . Đồng thời, dung dịch CuSO4 lắng đọng trên wafer Cu do Cu2 + trở thành Cu và SO42 + trong dung dịch bị tích điện âm quá mức. Lực đẩy đồng giới ngăn các electron chảy vào wafer Cu, ngăn chặn sự khử Cu2 + hơn nữa. Cả hai mặt của dung dịch đều được sạc và chắc chắn sẽ cản trở phản ứng của pin. Tuy nhiên, màng xốp giữa hai dung dịch cho phép các ion đi qua và Zn2 + dư trong dung dịch bên trái khuếch tán sang dung dịch phải; SO42 + dư trong dung dịch phải khuếch tán sang trái, duy trì tính trung lập của các dung dịch ở cả hai phía để phản ứng pin tiếp tục. Do tốc độ khuếch tán Zn2 + và SO42 + qua giao diện tiếp xúc của hai giải pháp là khác nhau, nên một sự khác biệt tiềm năng, được gọi là điện thế tiếp giáp, sẽ xảy ra ở giao diện tiếp xúc của hai giải pháp và sự hiện diện của nó sẽ ảnh hưởng đến việc xác định chính xác điện động lực của pin. Để loại bỏ tiềm năng mối nối chất lỏng, cầu muối thường được sử dụng thay cho các dải phân cách xốp.