Jak vlastně funguje baterie?
- 1. Je to tak, že na záporném konci je přebytek elektronů a ty po připojení zátěže putují na kladný pól a když doputují všechny, baterie je vybitá?
- 2. Často uváděná analogie s vodou zobrazuje baterii jako čerpadlo. Ta analogie asi může pomoci, ale asi není přesná v tom, že by elektrony nějak putovaly dokola, chápu to správně, že žádný elektron se dokola nepohybuje, ale jen od jednoho pólu k druhému?
- 2. Často uváděná analogie s vodou zobrazuje baterii jako čerpadlo. Ta analogie asi může pomoci, ale asi není přesná v tom, že by elektrony nějak putovaly dokola, chápu to správně, že žádný elektron se dokola nepohybuje, ale jen od jednoho pólu k druhému?
Odpovědi
Diskuze
A opravdu elektrony proudí dokola a ne jen od jednoho konce ke druhému?
Snižuje se záporné napětí záporné elektrody a kladné napětí kladné elektrody a u obou elektrod reakce probíhají- Na příklad záporná elektroda: Zn = Zn(2+) + 2e. Kladná elektroda: Cu++ + 2e = Cu nebo 2MnO2 + 2e + 2H+ = Mn2O3 + H2O.
Baterie bude vybitá, když se spotřebují aktivní látky některé elektrody.
OK?
Čili všechny "použitelné" elektrony ze záporné elektrody skončí na kladné elektrodě, ano?
Ještě nechápu jednu věc, když budu mít dva elektrické články, a připojím záporný pól jednoho ke kladnému pólu druhého, tak proč neteče proud? Proč musím spojit zbývající volné konce obou článků, aby proud tekl? Chápu to "elektrotechnicky" - obvod musí být uzavřen, ale není mi to jasné na úrovni elektronů a těch sloučenin.
V článcích se běžně na záporném pólu elektrony rodí při rozpouštění materiálu elektrody. Záporné ionty z elektrolytu si vytáhnou ze zinku iont Zn2+ (Zn bez dvou elektronů) a na elektrodě tedy zůstanou (narodí se) dva plonkovní elektrony. Elektrolytem pak cestuje Zn ke kladnému pólu a nese svůj kladný náboj. Tedy od - pólu běží venkovním obvodem ke + pólu elektrony a vnitřkem článku Zn+.
Tedy, není to jako kondenzátor, že bychom tam měli zásobu elektronů a postupně je všechny vyčerpali.
OK, takže baterie není jako kondenzátor, na jedné elektrodě není hromada elektronů. Ale je tam zinek, který je obsahuje a z něj se získají, potom putují ke kladné elektrodě. Přeci jen by mě zajímala vyslovená odpověď na tu moji otázku - jde někdy nějaký elektron dookola a pak znova drátem? Mně připadá, že ne.
To s tou nutností uzavřenosti obvodu asi trochu začínám chápat, ale úplně jistý si v tom ještě nejsem, budu si o tom muset ještě něco přečíst, aby o tom měl lepší představu.
Zn + 2KOH + 2MnO2 + 2e− → 2e− + ZnO + 2KOH + Mn2O3
Tedy, aby se obnovoval elektrolyt KOH (vlastně (OH)-), je potřeba na kladné elektrodě dodávat elektrony. To jsou ty, co přijdou venkovním obvodem a oživují nám elektrolyt, aby zase mohl cestovat k záporné elektrodě a tam krást zinku elektrony (a v tomto případě Zn oxidovat).
Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−
Zn(OH)2 → ZnO + H2O
Všimněte si, že na oxidaci zinku se spotřebovávají hydroxilové ionty a právě pro jejich obnovu musí přicházet k + pólu elektrony. Takže ano, elektrony, které se vrátily vnějším obvodem, nasednou na (OH)- a okruh uzavírají. Pochopitelně je to zjednodušená představa, nemusí to být zrovna ty samé elektrony, co vylezly ze zinku, podobně jako v drátě je gigantický oceán elektronů, letící všemi možnými směry - proud je pak ten malinký převládající směr.