Bài 11. Pin và acquy –

Thí nghiệm chứng tỏ rằng, nếu một thanh kim loại tiếp xúc với một chất điện phân (dung dịch muối, axit, bazơ), thì do tác dụng hoá học, trên mặt thanh kim loại và ở dung dịch điện phân xuất hiện hai loại điện tích trái dấu nhau. Khi đó, giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân có một hiệu điện thế xác định, gọi là hiệu điện thế điện hoá. Hiệu điện thế điện hoá có độ lớn và dấu phụ thuộc vào bản chất kim loại, bản chất và nồng độ dung dịch điện phân.Khi ta nhúng hai thanh kim loại khác loại nhau vào dung dịch điện phân, thì do hiệu điện thế điện hoá giữa mỗi thanh và dung dịch điện phân là khác nhau, nên giữa hai thanh đó có một hiệu điện thế xác định. Dựa trên cơ sở đó, người ta chế tạo các loại pin điện hoá (gọi chung là nguồn điện hoá học được kí hiệu như trên Hình 11.1.). Ở đây lực hoá học đóng vai trò lực lạ.2. Pin Von-ta a) Nguồn điện hoá học được chế tạo đầu tiên, sinh ra dòng điện duy trì khá lâu là pin Vôn-ta (năm 1795). Pin Vôn-ta gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng (Hình 11.2). b) Suất điện động của pin Vôn-ta được tạo thành như sau. Do tác dụng hoá học, các ion kẽm Zn” từ thanh kẽm đi vào dung dịch axit sunfuric làm cho lớp dung dịch tiếp giáp với thanh kẽm tích điện dương. Thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm (Hình 11.2). Vì thế giữa thanh kẽm và dung dịch–Hình 17.1 KI hiệu nguồn điện hoá học. Vạch dài là cực dương, vạch ngắn là cực âm.Hãy giải thích sự xuất hiện hiệu điện thế điện hoá trong trường hợp kẽm nhúng vào dung dịch ZnSO4.Dung dịch H2SO4Hình 11.2. Sự tạo thành suất điện động của pin Vôn-ta.53 Khi các ion H có trong dungdịch tới bám vào cực đồng, chúng tạo thành lớp bọt khí hiđrô (H) bao bọc xung quanh cực đồng, ngăn cản các ion H’ tiếp theo bám vào cực. Do đó, lớp bọt khí này có tác dụng như một lớp điện trở, làm cho điện trở trong của pin tăng lên đáng kể. Hiện tượng này được gọi là sự phân cực của pin. Để khử hiđrô bao quanh Cực đồng (khử cực), ta có thể bao quanh cực này bằng một chất ôxi hoá mạnh.• Một loại pin điện hoá rất thông dụng là pin Looclan-sẻ có cực âm là kẽm, cực dương là một thanh than bao bọc xung quanh bằng một p dã nén chặt, gồm mangan điôxit (MnO2) và graphit, để khử cực và tăng độ dẫn điện. Dung dịch điện phân là dung dịch amôni clorua (NH4Cl). Suất điện động của pin này khoảng 1.5 V.Để tiện dùng, người ta chế tạo pin Lơ-clan–sẽ dưới dạng pin khô. Khi đó, dung dịch NH4Cl được trộn với một loại hổ đặc rồi đóng vào trong một vỏ pin bằng kẽm, vỏ pin này là cực âm (Hình 11.3),Lớp cách: Mu đóng dienHóp kem Thothan chi MnO2 trộn với graphit NH4Cl tron Với hỐ đặcHình 11.3 Pin khÔ Lơ-Clan-sê. Mangan điôxit là một chất ôxi hoá mạnh dùng làm chất khử cực, nó có tác dụng chuyển khí hiđrô thoát ra ở cực (khi pin hoạt động) thành nước. Nếu không, khí hiđrô bám vào cực sẽ làm giảm hiệu điện thế giữa hai cực.54có một điện trường hướng từ dung dịch đến thanh kẽm. Điện trường này ngăn cản sự dịch chuyển tiếp theo của các ion Zn” từ thanh kẽm vào dung dịch, đông thời tăng cường sự dịch chuyển ngược lại của các ion Zn” từ dung dịch vào thanh kẽm. Sự cân bằng điện hoá được thiết lập khi số ion đi ra khỏi thanh kẽm và số ion đi vào thanh kẽm bằng nhau. Thí LLL q q S q ALA L L S L L S S L L q điện thế điện hoá khoảng U) = -0,74 V.όphί ܢܬ h đồng thì .6 ܓܝ܂ ↓ H — g d gdich tới bám vào cực đồng và thu lấy các electron có trong thanh đồng. Do đó, thanh đồng mất bớt electron nên được tích điện dương (Hình 11.2). Khi cân bằng điện hoá được thiết lập, giữa thanh đồng và dung dịch có hiệu điện thế điện hoá khoảng U = 0,34 V– – – – – – – – la pin Vön ܀ ܗܘ ܥܬ ܘܝܘܕ܇ ܀ ܥܝܼ ܬ1ܲ ܬ. . . . . ܘܬ ܁L định vào khoảng:* = U – Us I, IV Đó chính là suất điện động của pin Vôn-ta.3. Acquy a) Acquy đơn giản là acquy chì, còn gọi là acquy axit, gồm bản cực dương bằng chì điôxit (PbO2) và bản cực âm bằng chì (Pb); cả hai bản được nhúng trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng. Do tác dụng với dung dịch axit sunfuric, hai bản cực của acquy được tích điện khác nhau và hoạt động giống như một pin điện hoá. Suất điện động của acquy chì khoảng 2 V. Khi cho acquy phát điện, do tác dụng hoá học, các bản cực của acquy bị biến đổi. Sau một thời gian, hai bản cực trở thành giống nhau (đều có một lớp chì sunfat (PbSO4) phủ ở bên ngoài) và khi đó dòng điện sẽ tắt (Hình 11,4). Muốn cho acquy lại có thể phát điện được, ta nạp điện cho nó để cho lớp chì sunfat ở hai bản cực mất dần và cuối cùng hai cực trở lại thành Pb và PbO2.b). Như vậy acquy là một nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hoá học thuận nghịch : nó tích trữ năng lượng dưới dạng hoá năng (lúc nạp điện), để rồi giải phóng năng lượng ấy dưới dạng điện năng (lúc phát điện).c) Suất điện động của acquy chì thường có giá trị ổn định khoảng 2 V. Khi suất điện động giảm xuống đến 1,85 V thì ta phải nạp điện lại cho acquy. Mỗi acquy có một dung lượng xác định. Dung lượng của acquy là điện lượng lớn nhất mà acquy có thể cung cấp được khi nó phát điện. Dung lượng của acquy được đo bằng ampe giờ (kí hiệu A.h). Ampe giờ là điện lượng do dòng điện có cường độ 1 A tải đi trong một giờ; 1 Ah = 3 600 C.d) Ngoài acquy chì nói trên, người ta còn dùng acquy kiểm, có hiệu suất nhỏ hơn acquy axit, nhưng lại rất tiện lợi vì nhẹ và bền hơn.Acquy kiểm, thường gồm hai loại : acquy sắt – niken và acquy cadimi – niken. Trong acquy cadimi – niken, cực dương được làm bằng niken hiđrôxit Ni(OH)2, còn cực âm làm bằng cadimi hiđrôxit Cd(OH)2: các cực đó nhúng trong dung dịch kiểm KOH hoặc NaOH.? CÂU HÖ!Dung dich H2SO,Hình 11.4Acquy chỉ đang phát điện.• Về mặt sử dụng, người ta còn quan tâm đến điện năng tổng cộng mà acquy tích luỹ được, tính ra oát giờ (W.h), hoặc W.h/kg• Từ năm 1990 người ta đã chế tạo được acquy liti − ion (dung dịch điện phân là muối liti) tích luỹ được năng lượng tới 150 Wh/kg, lớn gấp hai lần so với acquy kiềm. Năm 1999 lại chế tạo được acquy liti – pôlime, có chất điện phân là một màng mỏng pôlime xốp dán giữa hai điện cực: nhờ đó, acquy có thể chế tạo dưới dạng một tấm mỏng, mềm dẻo, có thể đặt sau màn hình máy tính, thùng xe ô tô.1Hãy So sánh hoạt động của pin. Và aCquỵ.l ܝ ܢܝTự làm lấy mộ h Sắt, mảnh tôn, thXét Vể hoạt động của pin đó.Nêu nguyên tắc chung đối với quá trình tạo thành Suất điện động của Các nguÔn diện.Hãy trình bay cấu tạo và Sự tạo thành Suất điện động của pin Vôn-ta.حطحصیر خیر ۔۔۔سی طیش ܫܧܝh, Nhận55 Chọn phát biểu đúng.Trong nguồn điện hoá học (pin, acquy). Có sự chuyển hoá A. từ nội năng thành điện năng. B. từ Cơ năng thành điện năng. C. từ hoá năng thành điện năng. D, từ quang năng thành điện năng.2. Chọn phát biểu đúng.Pin là nguồn điện hoá học có cấu tạo gồm hai điện Cực nhúng vào dung dịch điện phân. Hai điện Cực đóA. một Cực là Vật dẫn điện, cực kia là Vật cách điện. B. đều là vật cách điện. C. là hai vật dẫn cùng chất D. là hai vật dẫn khác chấtEm Có biết 2 Hình ở đầu chương là ảnh của acquy lớn nhất thế giới, có công suất 10 MW ở Chin-nô bang Ca-li-fo-ni-a (Mĩ). Acquy này được dùng để cung cấp điện trong các giờ cao điểm và nó được nạp điện vào các giờ thấp điểm.

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bài 11. Pin và acquy

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!