電池與電流的化學效應 1-1 電池產生電流的原理

Presentation on theme: "電池與電流的化學效應 1-1 電池產生電流的原理"— Presentation transcript:

1 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

2 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

3 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

4 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

5 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。

6 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

7 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

8 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。

9 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

10 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。

11 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

12 ─→ 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。

13 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。

14 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

15 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。