بحث در مورد آند و کاتد باتری سرب اسید

اینآند و کاتد در باتری به طور مستقیم مخالف هستند، اماآنهاهمچنین در واکنش شیمیایی شرکت می کنند. هنگام تخلیه، باتری به بار مدار خارجی متصل می شود و الکترون ها از صفحه منفی از طریق بار مدار خارجی به صفحه مثبت جریان می یابند، به طوری که پتانسیل صفحه مثبت کاهش می یابد.

هنگام شارژ، برعکس واکنش تخلیه است. وقتی ولتاژ منبع تغذیه بیشتر از نیروی الکتروموتور باشد، قطب مثبت و منفی باتری به منبع تغذیه دی سی متصل می شود.(و) از باتری، جریان به قطب مثبت باتری می ریزد و از قطب منفی باتری خارج می شود، یعنی الکترون ها توسط صفحه مثبت از طریق مدار خارجی به قطب منفی می روند.

قبل از اینکه الکترود منفی باتری تخلیه شود، سطح الکترود دارای بار منفی و محلول نزدیک آن دارای بار مثبت است و این دو در تعادل هستند. هنگام تخلیه، الکترون ها بلافاصله به مدار خارجی رها می شوند. بار منفی روی سطح الکترود کاهش می یابد، در حالی که واکنش اکسیداسیون انحلال فلز به کندی پیش می رود(مو - و →من +)که نمی تواند به موقع کاهش الکترون ها روی سطح الکترود را تکمیل کند و حالت باردار روی سطح الکترود تغییر می کند..

این حالت کاهش بار منفی روی سطح باعث می‌شود که الکترون‌های موجود در فلز از الکترود خارج شوند و یون فلزی من+ به محلول منتقل شود و من تسریع شود.-و→من＋واکنش همیشه لحظه ای وجود دارد که به یک تعادل دینامیکی جدید می رسد.

با این حال، در مقایسه با قبل از تخلیه، تعداد بار منفی روی سطح الکترود کاهش می‌یابد و پتانسیل الکترود مربوطه مثبت می‌شود. یعنی ولتاژ پلاریزاسیون الکتروشیمیایی زیاد می شود که به شدت جریان شارژ عادی را مختل می کند. به طور مشابه، هنگامی که الکترود مثبت باتری تخلیه می شود، تعداد بارهای مثبت روی سطح الکترود کاهش می یابد و پتانسیل الکترود منفی می شود.

ولتاژ مثبت و منفی چگونه است الکترود در باتری تولید شده

یک جریان می تواند از یک سیم عبور کند زیرا بین انرژی پتانسیل بالا و انرژی پتانسیل پایین در یک جریان تفاوت وجود دارد. این اختلاف را اختلاف پتانسیل یا ولتاژ می گویند. به عبارت دیگر، در یک مدار، اختلاف پتانسیل بین هر دو نقطه را ولتاژ در آن نقاط می گویند. ولتاژ معمولا با حرف U نشان داده می شود و واحد ولتاژ ولت (V) است که مخفف ولت است و با نماد V نشان داده می شود. در میلی ولت (mV) یا میکرو ولت (مترV). ولتاژ عامل جریان الکتریکی است.

ولتاژ باتری همچنین به عنوان نیروی الکتروموتور شناخته می شود، باتری دارای الکترودهای مثبت و منفی است، نیروی الکتروموتور تفاوت بین پتانسیل الکترود تعادل دو الکترود است، به عنوان مثال باتری سرب اسید، E=f+0-f-0+RT/F*در(الفH2SO4/الفH2O).

و- نیروی محرکه الکتریکی

f+0 - پتانسیل الکترود استاندارد مثبت، مقدار آن 1.690 است

f-0 - پتانسیل الکترود استاندارد منفی، مقدار آن 0.356- است

R - ثابت گاز عمومی، با مقدار 8.314

T - دما که مربوط به دمای باتری است

F - ثابت فارادی، با مقدار 96500

الفH2SO4 - فعالیت اسید سولفوریک و غلظت اسید سولفوریک

الفH2O - فعالیت آب، وابسته به غلظت اسید سولفوریک است

همانطور که از معادله بالا مشخص است، نیروی الکتروموتور استاندارد باتری سرب اسید 1.690- (-0.0.356) = 2.046V است، بنابراین ولتاژ اسمی باتری 2V است. نیروی محرکه الکتریکی باتری سرب اسید نیز با دما و غلظت اسید سولفوریک مرتبط است.

هنگامی که باتری تخلیه می شود، واکنش مثبت این است: PbO2+4H++SO42-+ 2E -=PbSO4+2H2O

واکنش منفی: سرب+SO42--2E-=PbSO4

واکنش کل: PbO2+سرب+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(واکنش به سمت راست تخلیه است، واکنش به سمت چپ شارژ است)

وقتی آن را شارژ می کنید، اگر وصل استبرعکس، آن می سوزد زیرا در معادله شیمیایی بالا، واکنش شارژ آنطور که باید کار نمی کند، بنابراین مواد موجود در باتری می توانندنهتی بازیافت شود،سپس می سوزد