Electiva de Química ¡4 ecuaciones importantes de electroquímica!
Escribir fórmulas de reacción de electrodos de baterías galvánicas comunes en las escuelas secundarias
Resumen del proceso de escritura: enumerar sustancias, etiquetar ganancias y pérdidas (enumerar cambios en sustancias en los electrodos, etiquetar ganancias y pérdidas de electrones) según los cambios en el estado de valencia).
Selecciona iones y distribuye cargas (selecciona los iones apropiados según el medio, equilibra las cargas y hazlas consistentes con la conservación de la carga).
Uso riegue sabiamente y distribuya el número (generalmente el medio es una solución acuosa), conservación de masa de balance de agua opcional)
Batería primaria
1. Batería voltaica: (electrodo negativo - Zn, positivo electrodo - Cu, electrolito - H2SO4)
Electrodo negativo: Zn–2e-==Zn2+ (reacción de oxidación) Electrodo positivo: 2H++2e-==H2 ↑ (reacción de reducción)
Ecuación iónica Zn + 2H+ == H2 ↑ + Zn2+
2. Batería seca ordinaria de zinc-manganeso: (electrodo negativo-Zn, electrodo positivo-C, electrolito NH4Cl, pasta de MnO2)
Electrodo negativo: Zn–2e-==Zn2+ (reacción de oxidación) Electrodo positivo: 2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (reacción de reducción)
Ecuación química Zn+2NH4Cl+2MnO2 =ZnCl2+Mn2O3+2NH3 ↑
3. Pila seca alcalina Zinc-manganeso: (electrodo negativo-Zn, electrodo positivo-C, electrolito KOH, pasta MnO2)
Electrodo negativo: Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2 (reacción de oxidación)
Electrodo positivo: 2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH- (reacción de reducción)
Ecuación química Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH
4. Batería de plata-zinc: (electrodo negativo—Zn, electrodo positivo—Ag2O, electrolito NaOH)
Electrodo negativo: Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (Reacción de oxidación)
Electrodo positivo: Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH- (reacción de reducción)
Ecuación química Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag
5. Batería de litio tipo 1: (electrodo negativo - litio metálico, electrodo positivo - grafito, electrolito LiAlCl4 -SOCl2)
Electrodo negativo: 8Li -8e- = 8 Li + (Reacción de oxidación)
Electrodo positivo: 3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl- (Reducción reacción)
Ecuación química 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S,
Batería secundaria (también llamada batería de almacenamiento o batería recargable)
1. Plomo -batería de ácido: (electrodo negativo-electrodo positivo de Pb-electrolito de PbO2-ácido sulfúrico concentrado)
Electrodo negativo durante la descarga: Pb- 2e－＋SO42－=PbSO4 (reacción de oxidación)
Electrodo positivo: PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O (reacción de reducción)
Cátodo durante la carga: PbSO4 + 2H+ ＋ 2e-== Pb+ H2SO4 (reacción de reducción)
Ánodo: PbSO4 + 2H2O - 2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+ (reacción de oxidación)
Ecuación química total Pb+PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+2H2O
2. Batería de níquel-cadmio (electrodo negativo--Cd, electrodo positivo-NiOOH, la solución electrolítica es solución de KOH)
Electrodo negativo durante la descarga: Cd -2e—+ 2 OH– == Cd( OH)2 (reacción de oxidación)
Ni (OH)2+Cd(OH)2
Electrodo positivo: 2NiOOH + 2e— + 2H2O == 2Ni(O
H)2+ 2OH– (reacción de reducción)
Cátodo durante la carga: Cd(OH)2 + 2e—== Cd + 2 OH– (reacción de reducción)
Ánodo: 2 Ni(OH)2 -2e—+ 2 OH– == 2NiOOH + 2H2O (reacción de oxidación)
Ecuación química total Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
3. Hidrógeno--Batería de níquel: (electrodo negativo-aleación de almacenamiento de hidrógeno LaNi5, electrodo positivo-NiOOH, electrolito KOH+LiOH)
Electrodo negativo durante la descarga: LaNi5H 6-6e—+ 6OH –== LaNi5 + 6H2O (reacción de oxidación)
Electrodo positivo: 6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH– (reacción de reducción)
Cátodo durante carga: LaNi5 + 6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH– (reacción de reducción)
Ánodo: 6 Ni(OH)2 -6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (reacción de oxidación)
Ecuación química total LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)2
4. Batería de litio tipo 2 (electrodo negativo LiC6, electrodo positivo que contiene litio dióxido de cobalto LiCoO2, Li en LiCoO2 es oxidado durante la carga,
La reducción de Li+ está incrustada en el material del electrodo negativo de la batería (carbono C6 en forma de átomos de Li, representado por LiC6)
Electrodo negativo durante la descarga: LiC6 – xe- = Li(1-x)C6 + x Li+ (reacción de oxidación)
Electrodo positivo: Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2 (reacción de reducción)
Cátodo durante la carga: Li(1-x )C6 + x Li+ + xe- =LiC6 (reacción de reducción)
Ánodo: LiCoO2 – xe- = Li(1-x)CoO2 + x Li+ ( reacción de oxidación)
Ecuación de reacción total Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6
Pila de combustible
Escrito según El significado de la pregunta es común en las pilas de combustible. Debido a las características de las pilas de combustible, tiene muchas ventajas y se ha convertido en la dirección del examen de ingreso a la universidad en los últimos años. La pila de combustible es un tipo especial de batería entre las baterías primarias. Es un poco contrario a las condiciones de formación de la batería primaria, es decir, los dos polos no son necesariamente dos electrodos con diferentes actividades. También se pueden utilizar los mismos dos electrodos. Para resolver este tipo de problemas, debemos entender un punto: la reacción de la pila de combustible es en realidad equivalente a la reacción de combustión del combustible, pero se debe prestar especial atención al impacto del medio en el producto.
1. Pila de combustible de hidrógeno-oxígeno
Las pilas de combustible de hidrógeno y oxígeno generalmente utilizan platino (Pt) o grafito como material de electrodo. Se alimenta H2 al electrodo negativo y O2 al electrodo positivo. La reacción total es: 2H2 + O2 === 2H2O. La reacción del electrodo es especial. Preste atención al electrolito.
Hay tres situaciones:
1. El electrolito es una solución de KOH (electrolito alcalino)
Negativo. electrodo: H2 – 2e- + 2OH— === 2H2O (reacción de oxidación)
Electrodo positivo: O2 + H2O + 4e- === OH— (reacción de reducción)
General ecuación de reacción 2H2 + O2 == = 2H2O
2. El electrolito es solución de H2SO4 (electrolito ácido)
Electrodo negativo: H2 –2e- === 2H+ (reacción de oxidación)
Electrodo positivo: O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (reacción de reducción)
La ecuación de reacción total 2H2 + O2 === 2H2O
3. El electrolito es solución de NaCl (electrolito neutro)
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Electrodo negativo: H2 – 2e- =
== 2H+ (reacción de oxidación)
Ecuación de reacción total 2H2 + O2 === 2H2O
Nota 1. No hay H+ en los reactivos y productos de la solución alcalina 2. O2- no puede aparecer en la solución acuosa
3. No hay H+ y OH- en los reactivos de. la solución neutra 4. Solución ácida No hay OH- en los reactivos y productos