Облако знаний. Аккумуляторы. Химия. 11 класс

Аккумулятор – химический источник тока, в котором химическая реакция обратима и может под действием внешнего источника тока идти в обратном направлении.
Свинцовый кислотный аккумулятор имеет КПД = 80 %, U = 2,0–1,8 В, но высокий саморазряд, срок службы 2–5 лет. Используют для запуска двигателя в автомобилях. Катод – Pb,анод – PbO₂, электролит – 32–39 % Н₂SO₄. Работа аккумулятора: на аноде: Pb⁰ + SO₄²^– – 2 $\bar{е}$ → PbSO₄; на катоде: PbO₂ + 4H⁺+ SO₄²^– + 2 $\bar{е}$ → PbSO₄ + 2H₂O. Суммарное уравнение токообразующей реакции: Pb⁰ + PbO₂ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O.
Зарядка аккумулятора: на катоде: PbSO₄ + 2 $\bar{е}$ → Pb⁰ + SO₄²^–; на аноде: PbSO₄ + 2H₂O – 2 $\bar{е}$ → PbO₂ + 4H⁺. Суммарное уравнение зарядки аккумулятора: 2PbSO₄ + 2H₂O $\vec{э л . т о к}$ Pb⁰ + PbO₂ + 2H₂SO₄.
Щелочные аккумуляторы – никель-кадмиевые, никель-железные – имеют большой срок службы, высокую прочность, КПД до 65 %, U = 1,24–1,2 В. Применяются для питания электрокар, погрузчиков, рудничных электровозов. Анод – Ni(OH)₂, катод – Cd(OH)₂ или Fe(OH)₂, электролит – 20–23 % KOH. Работа аккумулятора: на аноде Ni(OH)₂ + ОН^– – $\bar{е}$ → Ni(OH)₃; на катоде Cd(OH)₂ + 2 $\bar{е}$ → Cd + 2ОН^–. Суммарное уравнение токообразующей реакции: 2Ni(OH)₂ + Cd(OH)₂ = 2Ni(OH)₃ + Cd. Зарядка аккумулятора: К: Ni(OH)₃+ $\bar{е}$ → Ni(OH)₂ + ОН^–; А: Cd + 2ОН^– – 2 $\bar{е}$ → Cd(OH)₂. Суммарное уравнение зарядки аккумулятора: 2Ni(OH)₃ + Cd = 2Ni(OH)₂ + Cd(OH)₂.