Tải bản đầy đủ (.docx) (4 trang)

Tài liệu về pin volta và pin llaclanche môn Vật Lý lớp 7 | Vật lý, Lớp 7 - Ôn Luyện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (111.82 KB, 4 trang )

(1)

PIN VOLTA



Pin Volta là một bộ các tế bào Galvanic riêng đặt


thành xê ri, được Alessandro Volta người Ý phát
minh năm 1800. Đó là đó là một tấm kẽm và một
tấm đồng nhúng trong axit sunfuric, nếu nối hai
tấm kim loại này với nhau thì nó có thể sản sinh
ra dòng điện liên tục và ổn định. Pin Volta chính
là mẫu hình cho các phát minh sau này như pin
điện phân được dùng để tách nước thành oxy và
hydro của William Nicholson và Anthony


Carlisle hay pin hóa học natri (1807), kali (1807)
, canxi (1808), boron (1808), bari(1808),stronti (1808) và magie (1808) của
Humphry Davy



(2)

PIN LECLANCHÉ



Pin Leclanché là loại pin được phát minh và


được cấp bằng sáng chế bởi nhà khoa học người
Pháp Georges Leclanché năm 1866. Pin chứa một
dung dịch dẫn điện (chất điện li) là amoni clorua,
một cathode (cực dương) là cacbon, chất khử cực
là mangan dioxit (chất oxy hóa) và
một anode (cực âm) là kẽm (chất khử). Hóa chất
của loại pin này sau đó đã được điều chỉnh thành
công để sản xuất một loại pin khô.


Lịch sử




Năm 1866, Georges Leclanché đã phát minh ra


một loại pin bao gồm một anode kẽm và một cathode mangan dioxit bọc
trong một vật liệu xốp, nhúng trong một lọ dung dịch amoni clorua. Cathode
mangan dioxit có một ít cacbon trộn vào để cải thiện độ dẫn và hấp thụ
điện. Nó cung cấp một điện áp 1,4 volt. Loại pin này đạt được hiệu quả rất
nhanh trong điện báo, tín hiệu và chng điện.


Pin khô được sử dụng làm nguồn điện cho các điện thoại sơ khai - thường là
từ một hộp gỗ liền kề gắn vào tường — trước khi điện thoại có thể lấy điện từ
đường dây điện thoại. Pin Leclanché khơng thể cung cấp dịng điện bền vững
trong một thời gian dài. Trong các cuộc trò chuyện dài, pin sẽ cạn dần, khiến
cuộc trị chuyện khơng thể tiếp tục. Điều này là do một số phản ứng hóa học
trong pin làm tăng điện trở bên trong và do đó làm giảm điện áp. Những phản
ứng này tự đảo ngược khi pin khơng hoạt động, vì vậy nó chỉ tốt cho việc sử
dụng liên tục.


Thiết kế




(3)

-Pin bình xốp


Trong loại pin nguyên bản của Leclanché, chất khử cực (trên thực tế là chất
oxy hóa trong pin), bao gồm mangan dioxit được nghiền nát, được đóng gói
vào một cái bình và một thanh cacbon được chèn vào để hoạt động như
cathode (phản ứng khử). Anode (phản ứng oxy hóa) là một thanh kẽm, sau đó
được nhúng vào bình dung dịch amoni clorua. Dung dịch lỏng hoạt động
như chất điện li, thấm qua bình xốp để tiếp xúc với cathode.


-Khối ô kết tụ



Năm 1871 Leclanché pha chế với bình xốp và thay thế nó bằng một cặp "khối
kết tụ", gắn vào tấm cacbon bằng các dải cao su. Các khối này được tạo ra
bằng cách trộn lẫn mangan dioxit với các tác nhân liên kết và ép hỗn hợp vào
khn.


-Bao pin


Trong loại pin này, bình xốp đã được thay thế bởi một gói vải hoặc bao.
Ngồi ra, thanh kẽm được thay thế bằng một xylanh kẽm để tạo ra diện tích
bề mặt lớn hơn. Nó có điện trở bên trong thấp hơn so với một trong hai chất
trên (xốp và khoáng chất).


-Tinh bột bổ sung


Năm 1876, Georges Leclanché bổ sung tinh bột vào chất điện phân amoni
clorua trong một nỗ lực để làm tốt hơn gel của nó.


Cải thiện pin khô


Năm 1888, một bác sĩ người Đức, Carl Gassner đã cải tiến quy trình chưng
cất gel và tạo ra một loại pin khô di động hơn bằng cách trộn các hóa chất
vữa thạch cao và hydrophilic với chất điện phân amoni clorua.


Biến đổi hóa học



Phản ứng oxi hoá khử trong pin Leclanché liên quan đến hai phản ứng sau đây:


– anode (q trình oxi hóa Zn): Zn → Zn2+ + 2e



– cathode (quá trình khử Mn(IV)): 2 MnO2 + 2NH4+ + 2e− → 2 MnO(OH) + 2 NH3



(4)

ra khỏi anode, để lại các electron trên bề mặt của nó, anode trở nên tích điện
âm hơn cathode. Khi pin được nối trong một mạch điện bên ngoài, các
electron dư thừa trên anode kẽm di chuyển qua mạch tới thanh cacbon, sự
chuyển động của các electron tạo thành dòng điện.


Sau khi di chuyển qua toàn bộ mạch, khi các electron di chuyển
vào cathode (thanh cacbon), chúng kết hợp với mangan dioxit (MnO2) và


nước (H2O), phản ứng với nhau để tạo ra mangan(III) oxit (Mn2O3) và các


ion hiđroxit tích điện âm. Điều này đi kèm với phản ứng axit-bazơ thứ cấp,
trong đó các ion hiđroxit (OH–) tiếp nhận một proton (H+) từ các


ion amoni có trong chất điện li amoni clorua để tạo ra các phân tử amoniac và
nước.[8]


Zn(r) + 2 MnO2(r) + 2 NH4Cl(aq) → ZnCl2(aq) + Mn2O3(r) + 2 NH3(aq) + H2O(l),


hoặc nếu người ta cũng xem xét sự hydrat hóa của Mn2O3(r) sesquioxide thành Mn(III)


oxy-hiđroxit:


Zn(r) + 2 MnO2(r) + 2 NH4Cl(aq) → ZnCl2(aq) + 2 MnO(OH)(r) + 2 NH3(aq)


Theo cách khác, sự khử của Mn(IV) có thể tiến hành thêm, tạo thành Mn(II) hiđroxit.


Zn(r) + 2MnO2(r) + 2 NH4Cl(aq) → ZnCl2(aq) + Mn(OH)2(r) + 2 NH3(aq)



Chú thích: r: thể rắn; l: thể lỏng; aq: Hydrat


Sử dụng



Lực điện động (e.m.f. - electromotive force) được tạo ra bởi một pin
Leclanche là 1,4 vôn, với một điện trở là một số ohm tại một bình xốp được
sử dụng. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong điện báo, báo hiệu (viễn thông),
chuông điện và các ứng dụng tương tự, trong đó dịng điện liên tục được yêu
cầu và nó là kỳ vọng rằng một pin nên u cầu bảo trì ít.





(chất điện li)
cathode
cacbon,
mangan dioxit
anode
kẽm
pin khô.
Georges Leclanché
amoni clorua.
volt.
chất
tinh bột
gel
electron hóa trị
ion
mạch điện
dòng điện
hiđroxit

amoni
amoniac
c.[8]
thể rắn
thể lỏng
Hydrat
Lực điện động
điện trở
ohm
điện báo
báo hiệu (viễn thông)
pin kẽm-cacbon
kẽm clorua

×