Химические источники тока. Марганцево-цинковый первичный элемент: устройство, уравнение процессов, достоинства и недостаткиХимическими источниками тока (ХИТ) называются устройства, в которых химическая энергия активных веществ превращается в электрическую. В современных средствах связи химические источники тока широко применяются в качестве основных и резервных источников питания. Пo характеру работы все известные ХИТ делятся па две группы: первичные и вторичные. Первичные химические источники тока допускают лишь однократное использование заключенных в них активных веществ. К им относятся элементы следующих типов: марганцево-цинковые и медно-магниевые. Кроме того, первичные ХИТ делятся на две труппы по виду электролита: на элементы с жидким электролитом и сухие элементы, содержащие вязкий невыливающийся электролит. Вторичные химические источники тока - электрические аккумуляторы - допускают многократное использование. Работоспособность аккумуляторов восстанавливается их зарядом, т.е. пропусканием постоянного тока через аккумулятор в направлении, противоположном направлению тока разряда. Работа аккумулятора состоит из чередующихся между собой зарядов и разрядов. Разрядом называют процесс превращения химической энергии в электрическою. Один заряд и один разряд составляют рабочий цикл Марганцево-цинковые элементы и батареи имеют сравнительно малую стоимость, сохраняют работоспособность в широком диапазоне температур, просты в эксплуатации и хранении, находят широкое применение в качестве источников питания телефонной, измерительной и различного рода вспомогательной аппаратуры и приборов. Марганцево-цинковый элемент — это первичный химический источник тока, в котором катодом является двуокись марганца MnO2 (пиролюзит) в смеси с графитом (около 9,5 %), анодом – металлически цинк Zn, электролитом - желеобразный раствор Хлористого Аммония с добавкой различных загустителей для увеличения вязкости. При работе элемента цинк окисляется: 2Zn-4e- = 2Zn2+. Часть образующихся ионов цинка связывается молекулами аммиака в комплексный ион: Zn2++4NH3 = [Zn(NH3)4]2+. Молекулы аммиака образуются в растворе вследствие гидролиза иона аммония: 4NH4++4H2O = 4HN3+4H3O+. Электроны, получающиеся при окислении цинка, по внешней цепи переходят к диоксиду марганца, который при этом восстанавливается: 4MnO2+4H3O++4e- = 4MnO(OH)+4H2O. Если сложить все 4 уравнения, то получится ОВР, идущая в элементе: 2Zn+4MnO2+4NH4+ = =Zn2++[Zn(NH3)4]2++4MnO(OH). Устройство марганцово-цинкового сухого элемента: <!--[endif]-->2 (1) — металлической колпачок, (2) — графитовый стержень, (3) — цинковый корпус, (4) — влажная паста из хлорида аммония, диоксида марганца, и графитовой крошки, (5) — металлический контакт.
|
