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鋅錳電池有什么類型?它的電池反應(yīng)是怎么樣的?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:2124次  |  2021年03月07日  

鋅錳電池可以分為:酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池


正極材料中間插入一根碳棒,作為引出電流的導(dǎo)體。在正極和負(fù)極之間有一層增強(qiáng)的隔離紙,該紙浸透了含有氯化銨和氯化鋅的電解質(zhì)溶液,金屬鋅的上部被密封。這種電池是19世紀(jì)60年代法國的勒克蘭謝(Leclanche)發(fā)明的,故又稱為勒克蘭謝電池或炭鋅干電池.


酸性鋅錳電池可表示為:(-)Zn|NH4Cl(20%)ZnCl2|MnO2,C(+)


盡管這種電池的歷史悠久,但對(duì)它的電化學(xué)過程尚未完全了解,通常認(rèn)為放電時(shí),電池中的反應(yīng)如下:正極為陰極,錳由四價(jià)還原為三價(jià)


MnO2+H++e-→MnO(OH)


負(fù)極為陽極,鋅氧化為二價(jià)鋅離子:


Zn+2NH4Cl--→Zn(NH3)2Cl2+2H++2e-


總的電池反應(yīng)為:


2MnO2+Zn+2NH4Cl--→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2實(shí)踐相關(guān)經(jīng)驗(yàn)表明,該電池的電流-電壓特性和二氧化錳的來源有關(guān),也直接地依賴于錳的氧化價(jià)態(tài)、晶粒的大小及水化程度等。目前已全部以ZnCl2電解液代替NH4Cl,充分說明Zn與Cl配合[ZnCl2],而不必有NH4存在,放電前pH=5,放電后pH上升到pH=7為中性。


Zn(-)失去電子:Zn-2e→Zn2+(氧化反應(yīng))


C(+)得到電子:2NH4++2e→2NH3+H2(還原反應(yīng))


實(shí)際干電池正極周圍還有二氧化錳,它起什么用途呢?在模擬干電池實(shí)驗(yàn)中可以看到,電流會(huì)迅速減小,這是由于碳棒上吸附一層氫氣,內(nèi)電阻新增而使反應(yīng)停止的緣故。二氧化錳把正極上出現(xiàn)的H2氧化成水,而本身則被還原為MnO(OH)。顯然沒有二氧化錳的干電池是沒有實(shí)用價(jià)值的。


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