電池與電流的化學效應 1-1 電池產生電流的原理 水果電池檸檬含有檸檬酸等電解質,插入兩片不同金屬,再接上導線和LED 燈時,LED 燈會發亮,表示產生電流。 水果電池的裝置圖
話說…… 動物電 接觸電 1780年 義大利 黃銅刀、鐵盤、抽筋的青蛙腿 生理學家 賈法尼 勝出 1800年 義大利 金幣、銀幣、舌頭 科學家 伏打 金幣、銀幣、舌頭 接觸電 爭論了10年…..,後來因為伏打做出最早的電池「伏打電堆」而佔上風
伏打電池 義大利科學家伏打據此,含食鹽水的溼抹布夾在鋅和銅(或銀)的圓形板中間,堆積成圓柱,利用導線連接最頂端的鋅圓板和最底層的銅圓板,造出最早的電池,此電池稱為伏打電池。 鋅圓板 飽含食鹽水的抹布 銅圓板
負極 正極 化學電池的原理: 負極反應式:A → A++ e- 正極反應式: A++ e- → A 所以 中間隔有電解質溶液的兩種(活性)不同金屬, 以導線將兩片金屬連接,導線就可能會有電流通過。 化學電池的原理: 負極 易失去(放出)電子 活性大的金屬 負極反應式:A → A++ e- 正極 活性小的金屬 易得到電子 正極反應式: A++ e- → A
鋅銅電池 1836年,英國科學家丹尼爾,將鋅片和銅片各自分開,泡在含有鋅離子和銅離子的溶液中,製造出鋅銅電池。
半反應 總反應 分析 負極:Zn → Zn 2+ + 2e- 正極:Cu 2+ + 2e- → Cu Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu 分析 鋅片放出電子,形成鋅離子(Zn 2+)溶於水中,鋅片的重量漸漸減輕。 水溶液中的銅離子,自銅片獲得電子,形成銅析出,銅片重量漸增 銅離子漸減,藍色的硫酸銅溶液變淡
鹽橋 功用:(1)溝通電路 鋅銅電池中的鹽橋內裝硝酸鉀水溶液 KNO3→ K + + NO3- K +在溶液中往正極移動 (在U形管中裝滿不會反應的強電解質可溶性鹽) 功用:(1)溝通電路 (2)使容易維持電中性 鋅銅電池中的鹽橋內裝硝酸鉀水溶液 KNO3→ K + + NO3- K +在溶液中往正極移動 NO3-在溶液中往正極移動
常見的電池 1.電流從電池正極流出稱為電池放電, 電流流入電池的正極稱為電池充電。 2.電池可分為原電池(一次電池)與 蓄電池(二次電池)兩類。 3.原電池使用後不可再充電; 蓄電池使用後可以再充電。
常見的原電池(一次電池) 碳鋅電池 (1)市面上最常見且攜帶方便,又稱乾電池。 (2)碳鋅電池的中間是碳棒,為正極; 外殼則是金屬鋅,為負極; 填充的電解質溶液以氯化銨為主,並加入澱粉及二氧化錳混合成糊狀物 (3)市售的乾電池,輸出電壓約為1.5V。 (4)使用一段時間後,電壓會逐漸降低, 終至無法使用。 (5)可分為各種大小不同規格。 (6)用過的碳鋅電池不可以充電,因在充電過程中會產生氣體,有爆裂的危險。 碳棒(正極) 鋅殼(負極) 氯化銨、二氧化錳、澱粉混合成的糊狀物 碳鋅電池的構造
常見的原電池(一次電池) 鹼性電池 (1)鹼性電池的組成與電壓均與乾電池相似。 (2)以氫氧化鉀為電解液,故稱為鹼性電池。 (3)電壓較穩定,且壽命較乾電池長。
常見的蓄電池(二次電池) 鉛蓄電池 (1)鉛蓄電池正極板為二氧化鉛(PbO2), 負極板為鉛(Pb)。 (2)正、負極板交互配置,負極板與負極板相連,正極板與正極板相連,極板 中置有多孔的絕緣板。 (3)浸於硫酸溶液中,又稱為鉛酸電池。 鉛(負極板) 二氧化鉛(正極板) 硫酸溶液 鉛(負極板) 鉛蓄電池的外觀 二氧化鉛(正極板) 正、負極板交互配置
─→ Pb+PbO2+2H2 SO4 2PbSO4+2H2 O ←─ 充電 鉛蓄電池兩極的總反應式為: 放電 漸減少,終至不能再放電。 (2)故必須充電使電池復原。 (3)充電是將電池與外電源相連, 外電源之正極接電池之正極端子,負極接負極 端子 (4)利用直流電源充電時,電池內的電極反應恰與放電時相反, 負極的硫酸鉛 恢復為鉛,正極的硫酸鉛恢復為二氧化鉛,硫酸溶液的濃度也變大。 (5)汽、機車所使用的鉛蓄電池, 每個電解槽輸出電壓為2V , 可將3或6槽串聯成6V 或12V 。 (6)鉛蓄電池應定期檢查硫酸溶液液面高度,使其保持在適當範圍內。
常見的蓄電池(二次電池) 鎳氫電池 (1)具體積小、重量輕、電壓穩定、壽命長、 可快速充電及較安全無公害等優點。 (2)廣泛使用於行動電話、手提式攝影機、 數位相機和一般攜帶型電器。
常見的蓄電池(二次電池) 鋰蓄電池 (1)重量較輕,輸出電壓也較高(約3.6 V)。 (2)為現代電子工業中的重要器材。 例如:手提電腦及行動電話
廢電池回收 1.電池內部使用的金屬或電解液會汙染環境, 應將電池全面回收。 2.目前便利商店及電器商多可回收廢電池。