レドックスと一次電池-会社のニュース-ニュース-杭州Lohand生物技術有限公司

レドックスと一次電池：

ZnピースをCuSO4溶液に挿入すると、次のように自然に進行します。

このとき、Ｚｎ片が溶解し、Ｚｎ片上にＣｕが連続的に析出し、青色のＣｕＳＯ４溶液が明るくなることが観察された。 Znの電子の損失は酸化され、Cu2 +は電子を減少させます。 ZnフレークとCuSO4溶液が直接接触しているため、電子はZnフレークの表面から溶液中のCu2 +に直接移動し、電子の流れが乱れ、方向性のある電子の流れが生成されません。材料に含まれる化学エネルギーは電気エネルギーに変換できず、熱エネルギーの形でのみ放出され、反応溶液の温度を上昇させます。

電気の原理によれば、デバイスを使用してレドックス反応の電子を秩序ある電子流に変換できる場合、つまり電子を直接転送しない場合、還元剤によって失われた電子は酸化剤に転送されます。ワイヤー。あなたは力を得ることができます。ダニエル・バッテリーはこのアイデアを実現するための装置です。ダニエルバッテリーでは、左側がZn片が挿入されたZnSO4溶液で、右側がCu片が挿入されたCuSO4溶液です。 2つの溶液は、イオンの自由な通過を可能にする多孔質膜によって分離されています。亜鉛板と銅板を検流計で一連のワイヤーで接続すると、検流計の手が曲がり、ワイヤーに電流が流れていたことを証明しました。

酸化還元反応を利用して化学エネルギーを電気エネルギーに変換するこの装置は、一次電池または単に電池と呼ばれます。

一次電池では、一方の電子が負極から流出し、電子が正極に流入することが規定されている。 Cu-Zn一次電池では、電子はZnプレートからCuプレートに流れる。 Zn板の一端は負極、Cu板の一端は正極です。 CuSO4溶液中のCu2 +は、Cuウェーハから電子を受け取り、Cuウェーハに堆積したCuに還元されます。 Znは電子を失い、Zn2 +となってZnSO4溶液になります。 2つの電極

応答は次のとおりです。

負極：Zn-2e-Zn2 +（酸化反応）

正極：Cu2 ++ 2e—Cu（還元反応）

2つの電極 を一緒に追加して、バッテリー反応を形成します：Zn + Cu2 + —Zn2 ++ Cu。

亜鉛（または銅）電極は一次電池の半分を構成するだけなので、各電極は半電池とも呼ばれます。各電極で発生する酸化（または還元）反応は、半電池反応または半反応と呼ばれます。各半反応は、同じ元素の2つの異なる酸化数物質で構成され、高い酸化数は酸化型と呼ばれ、低い酸化数は還元型と呼ばれ、それらはレドックスペアを構成します。電気ペアとして。酸化/還元として象徴されます。 Zn2 + / Zn、Cu2 + / Cuの電気など。

理論的には、任意の自然酸化還元反応を一次電池として設計できます。レドックス反応では、酸化剤が電子と還元反応を起こし、還元剤が電子を失って酸化反応を起こす。したがって、一次電池を構成する場合、一対の酸化剤とその還元物が正極となり、還元剤とその酸化物が一対の電子となる。負極。

Cu-Zn一次電池では、電池反応が進むにつれて、ZnSO4溶液中のZn2 +が連続的に増加するため、溶液は正に帯電し、反対側の電極はZnを引き付けるため、電子を失い、それ以上のZn酸化を防ぐことが困難になります。。同時に、Cu2 +によりCuウエハ上に堆積したCuSO4溶液がCuになり、溶液中のSO42 +が過剰に負に帯電します。同性反発は、電子がCuウェーハに流れるのを防ぎ、さらなるCu2 +還元を防ぎます。溶液の両側が充電され、必然的にバッテリーの反応を妨げます。ただし、2つの溶液間の多孔質膜により、イオンは通過でき、左側の溶液の過剰なZn2 +は右側の溶液に拡散します。右側の溶液の過剰なSO42 +は左側に拡散し、両側の溶液の中立性を維持して、バッテリーの反応を継続します。 2つの溶液の接触界面を通るZn2 +とSO42 +の拡散速度が異なるため、接合電位と呼ばれる電位差が2つの溶液の接触界面で発生し、その存在が起電力の正確な決定に影響しますバッテリーの力。液絡部の可能性を排除するために、多孔質セパレータの代わりに塩橋がよく使用されます。