Si alguien tiene algún conocimiento básico sobre electroquímica, por favor envíemelo. ¡Gracias!
Parte de la batería primaria
1. Condiciones para formar una batería primaria: (1) Material del electrodo. Dos metales con diferentes actividades metálicas o metales y otras conductividades (no metales o ciertos óxidos, etc.);
(2) Los dos electrodos deben sumergirse en la solución electrolítica (3) Entre los dos; electrodos Deben estar conectados con cables para formar un circuito cerrado.
Explicación: ① En términos generales, es el electrodo negativo de la batería primaria el que puede sufrir una reacción de oxidación con un determinado componente de la solución electrolítica.
② Generalmente no se utilizan elementos metálicos muy activos como electrodos negativos de las baterías primarias, como K, Na, Ca, etc. 2. Diagrama esquemático de batería primaria de cobre-zinc:
3. Juicio de electrodos positivos y negativos de batería primaria:
(1) Juicio basado en los materiales bipolares que componen batería primaria: En términos generales, el metal más activo que puede reaccionar con la solución electrolítica es el electrodo negativo, y el metal o no metal menos activo que puede conducir electricidad es el electrodo positivo. Pero la situación específica depende de la solución electrolítica, por ejemplo, los electrodos de magnesio y aluminio forman una batería primaria en ácido sulfúrico diluido, con magnesio como electrodo negativo y aluminio como electrodo positivo, sin embargo, cuando los electrodos de magnesio y aluminio forman una batería primaria. en solución de hidróxido de sodio, porque el aluminio reacciona con la solución de hidróxido de sodio y pierde electrones, por lo que el aluminio es el electrodo negativo y el magnesio es el electrodo positivo. (2) Determinar en función de la dirección de la corriente en el circuito externo o el flujo de electrones: en el circuito externo de la batería primaria, la corriente fluye desde el electrodo positivo al electrodo negativo y los electrones fluyen desde el electrodo negativo. al electrodo positivo.
(3) Juicio basado en la dirección del movimiento de los iones en el circuito interno: en la solución electrolítica de la batería primaria, los cationes se mueven al electrodo positivo y los aniones se mueven al electrodo negativo. (4) Juicio basado en las reacciones químicas que ocurren en ambos polos de la batería primaria: en la batería primaria, las reacciones de oxidación siempre ocurren en el electrodo negativo y las reacciones de reducción ocurren en el electrodo positivo. Por lo tanto, se puede juzgar en función del aumento y la caída de la valencia química en la ecuación química general. (5) Juicio basado en cambios en la masa del electrodo: después de operar la batería original, si la masa de un electrodo aumenta, significa que los cationes en la solución ganan electrones en el electrodo, y el electrodo es un electrodo positivo con actividad débil. ; si la masa de un electrodo disminuye, esto muestra que el electrodo está disuelto, el electrodo es el electrodo negativo y la actividad es fuerte. (6) Juicio basado en el gas generado en el electrodo: después de que la batería original está funcionando, si se genera gas en un electrodo, generalmente se debe a que el electrodo ha sufrido una reacción de desprendimiento de hidrógeno, lo que indica que el electrodo es el electrodo positivo y tiene actividad débil. (7) Juicio basado en cambios en el pH cerca de un electrodo: después de que se produce la reacción del electrodo de desprendimiento de hidrógeno o absorción de oxígeno, el pH de la solución electrolítica cerca del electrodo se puede aumentar. Por lo tanto, después de operar la batería primaria, el pH se acerca. el electrodo aumenta Esto muestra que el electrodo es un electrodo positivo y la actividad del metal es débil. 4. Escribir la fórmula de reacción del electrodo:
(1) Escribe la fórmula general.
(2) Marca el precio y encuentra el mejor. La valencia aumenta, se pierden electrones y se oxida: el electrodo negativo, la valencia disminuye, se ganan electrones y se reduce: el electrodo positivo.
(3) Observa el medio y escribe el cuerpo principal.
(4) El coeficiente de ajuste asegura las tres conservaciones principales (conservación del número de electrones transferidos, conservación de la carga y conservación de la masa).
Además: en solución ácida, OH- no puede aparecer en la fórmula de reacción del electrodo; en solución alcalina, H+ no puede aparecer en la fórmula de reacción del electrodo
CH4, CH3OH y otros combustibles; En las células, en la solución alcalina, el elemento carbono (C) existe en forma de iones CO32- en lugar de liberar gas CO2.
5. Diseño de batería primaria: Teóricamente, cualquier reacción redox espontánea se puede diseñar como una batería primaria, y la ecuación de reacción total se obtiene sumando las reacciones de los dos electrodos. Entonces, siempre que conozcas la ecuación de reacción total y una de las reacciones del electrodo, puedes escribir la ecuación de reacción del otro electrodo. El agente reductor actúa como electrodo negativo y se produce una reacción de oxidación; el oxidante no necesariamente actúa como electrodo positivo, pero debe ocurrir una reacción de reducción. Por ejemplo, diseñe una batería primaria basada en la reacción 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+. ¿Qué soluciones viables tiene?
6. Aplicación del principio de la batería primaria: Se utiliza el principio de la batería primaria. en la producción industrial y agrícola, la vida diaria y la investigación científica tiene una amplia gama de aplicaciones. 1. Suministro de energía química: la gente utiliza el principio de las baterías primarias para convertir directamente la energía química en energía eléctrica y crear una variedad de baterías. Como baterías secas, baterías de almacenamiento, baterías recargables y pilas de combustible de alta energía para satisfacer diferentes necesidades. En la vida moderna, la producción y la investigación científica, así como en el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las baterías desempeñan un papel insustituible, desde cohetes espaciales, satélites artificiales, aviones, barcos hasta computadoras, teléfonos, teléfonos móviles y marcapasos. Abra varias baterías.
2. Acelerar la velocidad de reacción: por ejemplo, en el laboratorio, el zinc y el ácido sulfúrico diluido se utilizan para reaccionar y producir hidrógeno a un ritmo más lento, mientras que el uso de zinc crudo puede acelerar considerablemente. Aumenta la velocidad de la reacción química. Esto se debe a que el zinc crudo contiene impurezas, y las impurezas y el zinc forman innumerables células galvánicas diminutas, lo que acelera la velocidad de la reacción.
3. Compara la actividad de los metales: En general, el electrodo negativo es más activo que el electrodo positivo.
4. Prevenir la corrosión del metal:
① La corrosión del metal se refiere a la reacción química entre el metal o aleación y el gas o líquido circundante en contacto, lo que hace que el metal pierda electrones y se convierta en cationes. Y el proceso de consumo.
②En la corrosión de metales, llamamos corrosión electroquímica a la corrosión provocada por la reacción galvánica que se forma cuando metales impuros entran en contacto con soluciones electrolíticas. La corrosión electroquímica se divide a su vez en corrosión por absorción de oxígeno y corrosión por desprendimiento de hidrógeno: en el aire húmedo, se adsorbe una fina película de agua en la superficie del acero, que disuelve una pequeña cantidad de oxígeno, dióxido de carbono y contiene una pequeña cantidad de H+ y OH. - para formar una solución electrolítica. Forma innumerables baterías primarias diminutas con el hierro y una pequeña cantidad de carbono en el acero. El hierro se utiliza como electrodo negativo y el carbono como electrodo positivo. >Se produce corrosión por absorción de oxígeno: electrodo negativo: 2Fe -2×2e- = 2Fe2+ electrodo positivo: O2 + 4e-+ 2H2O = 4OH- ③La corrosión electroquímica es la principal causa de la corrosión del acero. Por lo tanto, puede utilizar un metal más activo para conectarse al metal protegido o conectar el metal al electrodo negativo de la fuente de alimentación para evitar la corrosión del metal.
④ Métodos generales para prevenir la corrosión del metal: método de protección catódica mediante cambio de estructura metálica, recubrimiento y ánodo de sacrificio.