Аккумуляторning zaryadlanishi va razryadlanishi

Bu mavzuni tahlil qilishdan oldin, ya'ni batareyaning zaryadlanishi va bo'shatilishi, avval oksidatsiya va reduksiya nima ekanligini tushunishga harakat qilamiz. Chunki, batareya oksidatsiya va reduksiya reaksiyalari sababli zaryadlanadi yoki bo'shatiladi.
Oksidatsiya va reduksiya nazariyasini tushunish uchun, kimyoviy reaksiya misoliga o'tishimiz mumkin. Zink metalli va klorning o'rtasidagi reaksiyani ko'rib chiqaylik.

Yuqorida berilgan reaksiyada zink (Zn) ikki elektronni o'zi ichiga oladi va musbat ionlarga aylanadi.

Bu yerda, har bir klor atomi bitta elektroni qabul qilib, salbiy ionga aylanadi.

Endi, bu ikkita qarama-qarshi ishoralangan ionlar bir-biriga ulanib, zink klorida (ZnCl2) hosil qiladi.
Bu reaksiyada, zink elektronlarni o'zi ichiga oladi, shuning uchun oksidatsiya qilinadi va klor elektronlarni qabul qiladi, shuning uchun reduksiya qilinadi.
Agar atom elektronlarni o'zi ichiga oladi, uning oksidatsiya raqami oshadi. Bizning misolda zinkning oksidatsiya raqami 0 dan +2 ga o'tadi. Oksidatsiya raqami oshganda, bu reaksiya oksidatsiya reaksiyasiga aytiladi. Boshqa tomondan, agar atom elektronlarni qabul qilsa, uning salbiy oksidatsiya raqami oshadi, ya'ni atomning oksidatsiya raqami 0 ga nisbatan kamayadi. Oksidatsiya raqami kamayganda yoki reduksiya qilinayotganda, bu reaksiya reduksiya deb ataladi.

Batareyaning bo'shatilishi

Batareyada elektrolitga tenglangan ikkita elektrod bor. Bu ikkita elektrogacha tashqi yuk ulanganda, bir elektrodada oksidatsiya reaksiyasi boshlanadi va bir xil vaqt ichida ikkinchi elektrodada reduksiya reaksiyasi sodir bo'ladi.
Oksidatsiya sodir bo'lgan elektrod elektronlar soni artadi. Bu elektroda salbiy elektrod yoki anod deb ataladi.

Boshqa tomondan, batareyaning bo'shatilishi davomida, ikkinchi elektrod reduksiya reaksiyasiga qatnashadi. Bu elektroda katod deb ataladi. Anodda yuzaga kelgan yengil elektronlar, tashqi yuk orqali katodga o'tadi. Katoda bu elektronlar qabul qilinadi, ya'ni katod materiali reduksiya reaksiyasiga qatnashadi.
Endi, anoddagi oksidatsiya reaksiyasi natijasida hosil bo'lgan musbat ionlar yoki katyonlar, elektrolit orqali katodga o'tadi va bir xil vaqt ichida, katoddagi reduksiya reaksiyasi natijasida hosil bo'lgan salbiy ionlar yoki anionlar, elektrolit orqali anodga o'tadi.
Batareyaning bo'shatilishini tasvirlash uchun amaliy misolni ko'rib chiqaylik. Nikel kadmiy elementini ko'rib chiqaylik. Bu yerda, kadmiy anod yoki salbiy elektrod. Anodda oksidatsiya sodir bo'lganda, kadmiy metalli OH – ioni bilan reaksiyadan o'tadi, ikkita elektronni o'zi ichiga oladi va kadmiy gidroksida aylanadi.

Batareyaning katodi nikel oksgidroksidan yoki qisqaroqroq nikel okside iborat. Katodda reduksiya reaksiyasi sodir bo'lib, nikel oksgidroksid elektronlarni qabul qilib, nikel gidroksida aylanadi.

Batareyaning zaryadlanishi

Batareyaning zaryadlanishi davomida, batareyaga tashqi DC manba ulanadi. Tashqi DC manbaning salbiy terminali batareyaning salbiy plitasiga yoki anodiga, musbat terminali esa batareyaning musbat plitasiga yoki katodiga ulanadi.

Tashqi DC manba tufayli, elektronlar anodga injektsiya qilinadi. Anodda reduksiya reaksiyasi sodir bo'ladi, ketma-ketlikda katodda bo'lganidek. Batareya bo'shatilishida, reduksiya reaksiyasi katodda sodir bo'ladi. Ushbu reduksiya reaksiyasi tufayli, anod materiali elektronlarni qayta o'z ichiga oladi va batareya bo'shatilmagan paytdagi avvalgi holatiga qaytadi.
Tashqi DC manbaning musbat terminali katodga ulanganligi sababli, ushbu elektrodning elektronlari tashqi DC manbaning musbat terminali tomonidan tortiladi. Natijada, katodda oksidatsiya reaksiyasi sodir bo'ladi va katod materiali bo'shatilmagan paytdagi avvalgi holatiga qaytadi. Bu batareyaning zaryadlanishining asosiy jihatidir.

Endi, qayta zaryadlanadigan nikel kadmiy elementini ko'rib chiqaylik. Batareyaning zaryadlanishi davomida, zaryadlash manbayi salbiy va musbat terminali batareyaning salbiy va musbat elektrodiga ulanadi. Anodda, tashqi DC manbasidan kelgan elektronlar tufayli, reduksiya sodir bo'ladi, kadmiy gidroksid qayta kadmiyga aylanadi va gidroksid ionlar (OH–) elektrolitga o'tadi.

Katod yoki musbat elektrodada, oksidatsiya tufayli, nikel gidroksid nikel oksgidroksidga aylanadi va suvni elektrolitga o'tkazadi.

Batareyaning zaryadlanishi davomida, ikkinchi darajali batareya avvalgi zaryadlangan holatiga qaytadi va keyingi bo'shatish uchun tayyor bo'ladi.

Eslatma: Asl ma'lumotlarga hurmat. Yaxshi maqolalar ulashishga layik. Agar huquqlar buzilsa, iltimos, o'chirish uchun bog'laning.