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: |
| 3/2 |
NiOOH / Ni(OH)2 |
NiOOH +
H2O + e- --›
Ni(OH)2 + OH-1 |
E0 = +0,49 V |
|
| 0/-1 |
H2 / H-1 |
H2 + 2e---›
2H-1 |
E0 = - 2,25
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 nabíjení:
+Ni(OH)2/KOH/M
- (anoda z hydroxidu nikelnatého, katoda
z kovu, elektrolyt hydroxid draselný) |
| Větší potenciál poloreakcí je u redukce hydroxidu-oxidu niklitého, takže tato poloreakce probíhá
při nabíjení v opačném směru, zatímco reakce s vodíkem ve směru naznačeném (pozn.v MH považujeme
oxidační čísla obou prvků jako nulové): |
| Děj na kladné anodě:
Ni(OH)2 + OH-
- e- --›
NiOOH + H2O |
| Děj na záporné katodě:
M + H2O + e-
--› MH + OH-
|
| Celkový zápis:
Ni(OH)2 + M --› NiOOH + MH |
| 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:
+NiOOH/KOH/MH
- (katoda z hydroxidu-oxidu niklitého,
anoda z hydridu kovu, elektrolyt hydroxid draselný) |
| Pro
jistotu znovu uvádím standartní elektrodové
potenciály poloreakcí: |
| 3/2 |
NiOOH / Ni(OH)2 |
NiOOH +
H2O + e- --›
Ni(OH)2 + OH-1 |
E0 = +0,49 V |
|
| 0/-1 |
H2 / H-1 |
H2 + 2e---›
2H-1 |
E0 = - 2,25
V |
|
| Větší potenciál poloreakcí je u redukce hydroxidu-oxidu niklitého, takže tato poloreakce probíhá
při nabíjení v naznačeném směru, zatímco reakce s vodíkem ve směru opačném (pozn.v MH
považujeme oxidační čísla obou prvků jako nulové): |
| Děj na kladné katodě:
NiOOH + H2O
+ e - --›
Ni(OH)2 + OH- |
| Děj na záporné anodě:
MH + OH-
- e- --› M
+ H2O |
| Celkový zápis:
NiOOH + MH --› Ni(OH)2 + M |
| 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]
|
