Michał Fras

para nr 4

Zadanie nr 5

Kontrolowane wyładowanie ogniwa pierwotnego.

W przypadku pierwotnego ogniwa galwanicznego reakcje chemiczne związane z wytworzeniem energii elektrycznej jest niemożliwa do odwrócenia po przyłożeniu napięcia o przeciwnym znaku, toteż ogniwa te nie mogą być ponownie ładowane. Najważniejsze stosowane w wielu wersjach ogniwo Leclanchego:

Zn NH₄Cl, ZnCl₂ MnO₂ C

Anodę tego ogniwa stanowi cylindryczne naczynie cynkowe, katodę zaś umieszczony w nim koncentrycznie pręt grafitowy otoczony dwutlenkiem manganu. Elektrolitem jest żel skrobi zawierający NH₄Cl (ok. 26%) i ZnCl₂ (ok. 9%).

Reakcje chemiczne zachodzące na elektrodach podczas pracy ogniwa zależą od natężenia pobieranego prądu, jak również od stopnia rozładowania ogniwa. Na anodzie przebiega proces rozpuszczania się cynku:

Zn - 2e Zn²⁺

Sumaryczną reakcję zachodzącą na katodzie możemy ogólnie określić jako redukcję manganu (IV) do manganu (III).

Prawdopodobnie zachodzi ona ogólnie z zapisem:

MnO₂ + H⁺ + e MnO(OH)

MnO₂ + H2O + e MnO(OH) + OH^-

Wynika stąd, że potencjał metody zależy od pH roztworu oraz, że w miarę pracy ogniwa przestrzeń katodowa alkalizuje się. Przyczyna ta powoduje zmianę potencjału katody w czasie pracy ogniwa.

Siła elektromotoryczna ogniwa Leclanchego zależy od składu materiałów stanowiących elementy ogniwa. Podczas pracy napięcie spada w stopniu zależnym od natężenia pobieranego prądu i czasu pracy ogniwa. Ogniwa Leclanchego jest typowym ogniwem nieodwracalnym i po wyczerpaniu nie nadaje się do regeneracji.

Literatura:

W. Libuś i Z. Libuś „ Elektochemia” PWN, Warszawa 1997.

---