DRY CELL: ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - CHEMISTRY - 2025

Ang isang dry cell ay isang baterya na ang electrolytic medium ay binubuo ng isang i-paste at hindi isang solusyon. Ang sinabi na i-paste, gayunpaman, ay may isang tiyak na antas ng kahalumigmigan, at para sa mga kadahilanang ito ay hindi mahigpit na tuyo.

Ang kaunting tubig ay sapat para ang mga ion ay lumipat at, dahil dito, ang daloy ng mga electron sa loob ng cell.

Pinagmulan: Emilian Robert Vicol sa pamamagitan ng Flickr.

Napakalaking kalamangan nito sa mga unang basa na baterya ay dahil ito ay isang electrolytic paste, ang nilalaman nito ay hindi maaaring mabubo; na kung saan ay ang kaso sa basa na mga baterya, na kung saan ay mas mapanganib at maselan kaysa sa kanilang mga dry counterparts. Dahil sa imposibilidad ng pag-iwas, natagpuan ang dry cell na ginagamit sa maraming mga portable at mobile device.

Sa itaas na imahe mayroong isang dry baterya ng zinc-carbon. Mas eksaktong, ito ay isang modernong bersyon ng Georges Leclanché stack. Sa lahat, ito ang pinaka-karaniwan at marahil ang pinakasimpleng.

Ang mga aparatong ito ay kumakatawan sa isang kaginhawaan ng enerhiya dahil sa ang katunayan na mayroon silang mga kemikal na enerhiya sa bulsa na maaaring mabago sa koryente; at sa ganitong paraan, hindi nakasalalay sa mga outlet ng kuryente o ang enerhiya na ibinibigay ng malalaking halaman ng kuryente at ang kanilang malawak na network ng mga tower at cable.

Ang istraktura ng dry cell

Ano ang istraktura ng isang dry cell? Sa imahe maaari mong makita ang takip nito, na kung saan ay hindi hihigit sa isang polymeric film, bakal, at ang dalawang mga terminal na ang mga nag-insulate na tagapaghugas ng protrude mula sa harap.

Gayunpaman, ito lamang ang panlabas na hitsura; Sa loob nito namamalagi ang pinakamahalagang bahagi nito, na ginagarantiyahan ang tamang paggana nito.

Ang bawat dry cell ay magkakaroon ng sariling mga katangian, ngunit ang zinc-carbon cell lamang ang isasaalang-alang, kung saan ang isang pangkalahatang istraktura ay maaaring balangkas para sa lahat ng iba pang mga baterya.

Ang isang baterya ay nauunawaan bilang ang unyon ng dalawa o higit pang mga baterya, at ang huli ay mga voltaic cells, tulad ng ipapaliwanag sa hinaharap na seksyon.

Mga electrodes

Pinagmulan: Wikipedia

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng panloob na istraktura ng isang baterya ng zinc-carbon. Hindi mahalaga kung ano ang voltaic cell, dapat palaging (karaniwang) dalawang electrodes: ang isa mula sa kung saan ang mga elektron ay ibinibigay, at ang iba pang natatanggap sa kanila.

Ang mga electrodes ay electrical conductive na materyales, at para magkaroon ng kasalukuyang, ang parehong ay dapat magkaroon ng iba't ibang mga electronegativities.

Halimbawa, ang zinc, isang puting lata na nakapaloob sa baterya, kung saan umalis ang mga electron para sa electrical circuit (aparato) kung saan ito ay konektado.

Sa kabilang banda, sa buong daluyan ay ang gramatikong elektrod ng carbon; nalubog din sa isang paste na binubuo ng NH ₄ Cl, ZnCl ₂ at MnO ₂ .

Ang elektrod na ito ay ang tumatanggap ng mga electron, at tandaan na mayroon itong simbolo na '+', na nangangahulugang ito ay positibong terminal ng baterya.

Mga terminal

Tulad ng nakikita sa itaas ng grapayt ng grapiko sa imahe, mayroong positibong de-koryenteng terminal; at sa ibaba, ang panloob na zinc ay maaaring mula sa kung saan ang mga elektron ay dumadaloy, ang negatibong terminal.

Iyon ang dahilan kung bakit ang mga baterya ay minarkahan '+' o '-' upang ipahiwatig ang tamang paraan upang ikonekta ang mga ito sa aparato at sa gayon ay payagan itong i-on.

Buhangin at waks

Bagaman hindi ipinakita, ang pag-paste ay protektado ng isang buhangin na buhangin at isang selyo ng waks na pinipigilan ito mula sa pag-iwas o pakikipag-ugnay sa bakal sa ilalim ng menor de edad na makina na epekto o pagkabalisa.

Paggana

Paano gumagana ang isang dry cell? Upang magsimula, ito ay isang cell ng voltaic, iyon ay, bumubuo ito ng koryente mula sa mga reaksyon ng kemikal. Samakatuwid, ang mga cell reaksyon ng redox ay nangyayari, kung saan ang mga species ay nakakakuha o nawalan ng mga electron.

Ang mga electrodes ay nagsisilbing isang ibabaw na nagpapadali at nagpapahintulot sa pag-unlad ng mga reaksyon na ito. Depende sa kanilang mga singil, maaaring maganap ang oksihenasyon o pagbawas ng mga species.

Upang mas maunawaan ito, tanging ang mga kemikal na aspeto ng zinc-carbon baterya ang ipapaliwanag.

Ang oksihenasyon ng elektrod ng zinc

Sa sandaling naka-on ang elektronikong aparato, ang baterya ay magpapalabas ng mga electron sa pamamagitan ng pag-oxidize sa elektrod ng zinc. Ito ay maaaring kinakatawan ng mga sumusunod na equation ng kemikal:

Zn => Zn ²⁺ + 2e ^-

Kung mayroong maraming Zn ^{2+ na} nakapalibot sa metal, isang positibong bias ng singil ang magaganap, kaya walang karagdagang oksihenasyon. Samakatuwid, ang Zn ^{2+ ay} dapat magkalat sa pag-paste patungo sa katod, kung saan babalik ang mga electron.

Kapag naisaaktibo ng mga electron ang artifact, bumalik sila sa iba pang elektrod: ang graphic, upang makahanap ng ilang mga species ng kemikal na "naghihintay" para dito.

Pagbabawas ng ammonium klorido

Tulad ng naunang nabanggit, mayroong NH ₄ Cl at MnO ₂ sa pasta , ang mga sangkap na gumagawa ng pH acidic nito. Sa sandaling pumasok ang mga electron, ang mga sumusunod na reaksyon ay magaganap:

2NH ₄ ⁺ + 2e ^- => 2NH ₃ + H ₂

Ang dalawang produkto, ammonia at molekular na hydrogen, NH ₃ at H ₂ , ay mga gas, at samakatuwid ay maaaring "mag-swell" ang baterya kung hindi sila sumasailalim sa iba pang mga pagbabagong-anyo; tulad ng sumusunod na dalawa:

Zn ²⁺ + 4NH ₃ => ²⁺

H ₂ + 2MnO ₂ => 2MnO (OH)

Tandaan na ang ammonia ay nabawasan (nagkamit ng mga electron) upang maging NH ₃ . Ang mga gas na ito ay pagkatapos ay neutralisahin ng iba pang mga sangkap ng i-paste.

Ang ²⁺ complex ay nagpapadali sa pagsasabog ng mga Zn ²⁺ ion patungo sa katod at sa gayon ay pinipigilan ang cell mula sa "nakakapagod".

Ang panlabas na circuit ng aparato ay gumana bilang isang tulay para sa mga electron; kung hindi man ay hindi kailanman magkakaroon ng isang direktang koneksyon sa pagitan ng zinc maaari at ang grapayt na elektrod. Sa imahe ng istraktura, ang circuit na ito ay kumakatawan sa itim na cable.

Pag-download

Ang mga dry cell ay dumarating sa maraming mga variant, laki, at mga boltahe na nagtatrabaho. Ang ilan sa mga ito ay hindi mai-rechargeable (pangunahing voltaic cells), habang ang iba ay (pangalawang voltaic cells).

Ang baterya ng zinc-carbon ay may gumaganang boltahe na 1.5V. Ang kanilang mga hugis ay nagbabago batay sa kanilang mga electrodes at ang komposisyon ng kanilang mga electrolyte.

May darating na isang punto kung saan nag-react ang lahat ng electrolyte, at kahit gaano kalaki ang na-oxidize ng zinc ay walang mga species na tatanggap ng mga electron at itaguyod ang kanilang paglaya.

Bukod dito, maaaring ito ang kaso kung saan ang mga gas na nabuo ay hindi na neutralisado at nananatiling exerting pressure sa loob ng mga cell.

Ang mga baterya ng zinc-carbon, at iba pang mga baterya na hindi ma-rechargeable, ay dapat na ma-recycle; dahil ang mga bahagi nito, lalo na ang mga sangkap na nickel-cadmium, ay nakakapinsala sa kapaligiran sa pamamagitan ng polusyon ng mga soils at tubig.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry. (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
3. Ang baterya na "Dry-Cell". Nabawi mula sa: edad.kcc.hawaii.edu
4. Hoffman S. (Disyembre 10, 2014). Ano ang isang dry cell baterya? Nabawi mula sa: upsbatterycenter.com
5. Ang damo, Geoffrey. (Abril 24, 2017). Paano gumagana ang mga dry cell baterya? Sciencing. Nabawi mula sa: sciencing.com
6. Woodford, Chris. (2016) Mga Baterya. Nabawi mula sa: explainthatstuff.com.