Opladen van de accu en ontladen van de accu

Voordat we dieper ingaan op dit onderwerp, namelijk het opladen en ontladen van batterijen, zullen we eerst proberen te begrijpen wat oxidatie en reductie zijn. Want, batterijen worden ontladen of opgeladen door oxidatie- en reductiereacties.
Voor het begrijpen van de theorie van oxidatie en reductie kunnen we direct naar een voorbeeld van een chemische reactie gaan. Laten we de reactie tussen zinkmetaal en chloor beschouwen.

In de bovenstaande reactie geeft zink (Zn) eerst twee elektronen af en wordt positieve ionen.

Hier accepteert elk chlooratoom één elektron en wordt negatief geladen ion.

Nu combineren deze twee tegengesteld geladen ionen om zinkchloride (ZnCl2) te vormen.
In deze reactie wordt het zink geoxideerd doordat het elektronen afgeeft, en het chloor wordt gereduceerd doordat het elektronen accepteert.
Wanneer een atoom elektronen afgeeft, neemt zijn oxidatienummer toe. In ons voorbeeld wordt het oxidatienummer van zink +2 van 0. Omdat het oxidatienummer toeneemt, wordt dit deel van de reactie oxidatiereactie genoemd. Aan de andere kant, wanneer een atoom elektronen accepteert, neemt het negatieve oxidatienummer toe, wat betekent dat het oxidatienummer van het atoom afneemt ten opzichte van nul. Omdat het oxidatienummer afneemt of wordt gereduceerd, wordt dit deel van de reactie reductie genoemd.

Ontladen van Batterij

In een batterij zijn er twee elektroden in een elektrolyt gedoopt. Wanneer een externe belasting aan deze twee elektroden wordt verbonden, begint in één elektrode een oxidatiereactie en tegelijkertijd vindt in de andere elektrode een reductie plaats.
De elektrode waar oxidatie plaatsvindt, heeft een overmaat aan elektronen. Deze elektrode wordt als negatieve elektrode of anode aangeduid.

Aan de andere kant, tijdens het ontladen van de batterij, is de andere elektrode betrokken bij een reductiereactie. Deze elektrode wordt als kathode aangeduid. De elektronen die overmatig zijn in de anode, stromen nu via de externe belasting naar de kathode. In de kathode worden deze elektronen geaccepteerd, wat betekent dat het kathodemateriaal betrokken raakt bij een reductiereactie.
Nu zijn de producten van de oxidatiereactie in de anode positieve ionen of kationen, die via de elektrolyt naar de kathode stromen, en tegelijkertijd zijn de producten van de reductiereactie in de kathode negatieve ionen of anionen, die via de elektrolyt naar de anode stromen.
Laten we een praktijkvoorbeeld nemen om het ontladen van de batterij te illustreren. Beschouw een nikkel-cadmiumcel. Hierbij is cadmium de anode of negatieve elektrode. Tijdens de oxidatie in de anode reageert cadmiummetaal met OH – ionen en geeft twee elektronen af en wordt cadmiumhydroxide.

De kathode van deze batterij is gemaakt van nikkeloxyhydroxide of simpelweg nikkeloxide. In de kathode vindt een reductiereactie plaats, en door deze reductiereactie wordt nikkeloxyhydroxide nikkelhydroxide door elektronen te accepteren.

Opladen van Batterij

Tijdens het opladen van de batterij wordt een externe DC-bron aangesloten op de batterij. Het negatieve terminal van de DC-bron is verbonden met de negatieve plaat of anode van de batterij en het positieve terminal van de bron is verbonden met de positieve plaat of kathode van de batterij.

Nu, door de externe DC-bron, worden elektronen in de anode ingebracht. Een reductiereactie vindt plaats in de anode in plaats van de kathode. In feite vindt bij het ontladen van de batterij een reductiereactie plaats in de kathode. Door deze reductiereactie keert het anodemateriaal terug naar zijn vorige staat toen de batterij niet was ontladen.
Aangezien het positieve terminal van de DC-bron is verbonden met de kathode, worden de elektronen van deze elektrode aangetrokken door dit positieve terminal van de DC-bron. Hierdoor vindt een oxidatiereactie plaats in de kathode en keert het kathodemateriaal terug naar zijn vorige staat (wanneer het niet was ontladen). Dit is de basis van het opladen van de batterij.

Neem nu als voorbeeld een herlaadbare nikkel-cadmiumcel. Tijdens het opladen van de batterij worden de negatieve en positieve terminals van de laadbron verbonden met de negatieve en positieve elektrode van de batterij. Hier, in de anode, vindt door de aanwezigheid van elektronen van de negatieve DC-terminal, reductie plaats waardoor cadmiumhydroxide weer zuiver cadmium wordt en hydroxide-ionen (OH–) vrijgeeft aan de elektrolyt.

In de kathode of positieve elektrode, vindt door oxidatie nikkelhydroxide plaats, wat nikkeloxyhydroxide wordt en water vrijgeeft in de elektrolytoplossing.

Tijdens het opladen van de batterij keert de secundaire batterij terug naar haar originele geladen staat en is klaar voor verdere ontlading.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn waard om gedeeld te worden, als er inbreuk is contacteer dan voor verwijdering.