Akumulátory jsou sekundární články, které
na rozdíl od článků primárních lze i nabíjet
Nabíjení je děj,
kdy "násilím" (zdrojem stejnosměrného
proudu) se provede děj proti "přirozenosti" (proti
hodnotám potenciálů poloreakcí) a vybíjení je děj,
kdy "samovolně" probíhají děje dle přirozenosti
(dle hodnot potenciálů poloreakcí) |
| Standartní
elektrodové potenciály poloreakcí: |
| 3/0 |
Ni2O3
/ Ni |
Ni2O3 +
3H2O + 6e- --› 2Ni
+ 6OH-1 |
E0 = zřejmě
větší než +1,5 V |
|
| 1 /0 |
H2O / H2 |
2H2O + 2e---›
H2 + 2OH-1 |
E0 = - 0,828
V |
|
| Nabíjení: k redukci dochází jako vždy
na katodě, protože katoda přijímá elektrony je záporným
pólem (elektrodou) článku. Na anodě dochází jako vždy
k oxidaci, elektrony odevzdává, je tudíž kladným pólem
(elektrodou) článku. |
| Schéma při prvním
nabíjení: +Ni/KOH/Fe
- (anoda z niklu, katoda ze železa, elektrolyt
hydroxid draselný) |
| Větší potenciál poloreakcí je u redukce oxidu niklitého, takže tato poloreakce probíhá
při nabíjení v opačném směru, zatímco reakce s vodíkem ve směru naznačeném: |
| Děj na kladné anodě:
2 Ni + 6OH-
--› Ni2O3
+ 6e- + 3H2O |
| Děj na záporné katodě:
6H2O + 6e-
--› + 3H2
+ 6OH - |
| Celkový zápis:
2Ni
+ 3H2O --› Ni2O3 + 3H2 |
|
| Vybíjení: k redukci dochází jako vždy
na katodě (to ovšem ve svých důsledcích znamená, že
se jedná o elektrodu, která je při nabíjení označována
jako anoda). Jelikož do ní vstupují
elektrony, které se pohybují od záporného do kladného
pólu, je katoda kladná elektroda. K oxidaci dochází jako vždy
na anodě (jedná se o elektrodu, která při
nabíjení je označována jako katoda). Jelikož z ní vystupují
elektrony, které se pohybují od záporného do kladného
pólu, je anoda záporná elektroda. |
| Schéma při vybíjení:
+Ni2O3/KOH/Fe
- (katoda z oxidu niklitého, anoda ze železa, elektrolyt
hydroxid draselný) |
| Standartní
elektrodové potenciály poloreakcí: |
| 3/2 |
Ni2O3
/ NiO |
Ni2O3 +
H2O+ 2e- --› 2NiO + 2OH-1 |
E0 = +0,49 V |
|
| 2/0 |
FeO / Fe |
FeO +
H2O + 2e-
--› Fe + 2OH-1 |
E0 = - 0,89
V |
|
| Větší potenciál poloreakcí je u redukce oxidu niklitého, takže tato poloreakce probíhá
při nabíjení v naznačeném směru, zatímco reakce se
železem ve směru opačném : |
| Děj na kladné katodě:
Ni2O3
+ H2O
+ 2e- --›
2NiO + 2OH- |
| Děj na záporné anodě:
Fe + 2OH-
- 2e- --›
FeO + H2O |
| Celkový zápis:
Ni2O3
+ Fe --› 2 NiO + FeO |
|
| Opětovné
nabíjení: |
| Schéma při nabíjení:
+NiO/KOH/FeO
- (anoda z oxidu nikelnatého, katoda z
oxidu železnatého, elektrolyt hydroxid draselný) |
| 3/2 |
Ni2O3
/ NiO |
Ni2O3
+ H2O+
2e- --›
2NiO
+ 2OH-1 |
E0 =
+0,49 V |
|
|
| 2/0 |
FeO / Fe |
FeO +
H2O + 2e-
--› Fe + 2OH-1 |
E0 = - 0,89
V |
|
| Větší potenciál poloreakcí je u redukce oxidu niklitého, takže tato poloreakce probíhá
při nabíjení v opačném směru, zatímco reakce se železem ve směru naznačeném: |
| Děj na kladné anodě:
2NiO + 2OH-
- 2e- --›
Ni2O3
+ H2O |
| Děj na záporné katodě:
FeO + H2O + 2e-
--› Fe + 2OH-
|
| Celkový zápis:
2
NiO + FeO --› Ni2O3 + Fe |
| Pozn.:
Uvažovali jsme pro zjednodušení standartní elektrodové
potenciály E0
namísto správnějších
elektrodových potenciálů E. Jejich vztah
je určen Nernstovou rovnicí: |
| E = E0
|
|
|
0,059 |
|
log |
|
[koncentrace
oxidované formy] |
| + |
|
|
|
|
|
| |
|
n |
|
|
[koncentrace
redukované formy] |
|
| Pamatuj: jedna
elektroda je stále kladná (při nabíjení se nazývá
anodou, při vybíjení katodou). Druhá elektroda je stále
záporná (při nabíjení se nazývá katodou, při vybíjení
anodou) |
[klik ke
schématu akumulátoru]
|
