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锌锰电池有什么类型?它的电池反应是怎么样的?

钜大LARGE  |  点击量:2096次  |  2021年03月07日  

锌锰电池可以分为:酸性锌锰电池和碱性锌锰电池


正极材料中间插入一根碳棒,作为引出电流的导体。在正极和负极之间有一层增强的隔离纸,该纸浸透了含有氯化铵和氯化锌的电解质溶液,金属锌的上部被密封。这种电池是19世纪60年代法国的勒克兰谢(Leclanche)发明的,故又称为勒克兰谢电池或炭锌干电池.


酸性锌锰电池可表示为:(-)Zn|NH4Cl(20%)ZnCl2|MnO2,C(+)


尽管这种电池的历史悠久,但对它的电化学过程尚未完全了解,通常认为放电时,电池中的反应如下:正极为阴极,锰由四价还原为三价


MnO2+H++e-→MnO(OH)


负极为阳极,锌氧化为二价锌离子:


Zn+2NH4Cl--→Zn(NH3)2Cl2+2H++2e-


总的电池反应为:


2MnO2+Zn+2NH4Cl--→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2实践相关经验表明,该电池的电流-电压特性和二氧化锰的来源有关,也直接地依赖于锰的氧化价态、晶粒的大小及水化程度等。目前已全部以ZnCl2电解液代替NH4Cl,充分说明Zn与Cl配合[ZnCl2],而不必有NH4存在,放电前pH=5,放电后pH上升到pH=7为中性。


Zn(-)失去电子:Zn-2e→Zn2+(氧化反应)


C(+)得到电子:2NH4++2e→2NH3+H2(还原反应)


实际干电池正极周围还有二氧化锰,它起什么用途呢?在模拟干电池实验中可以看到,电流会迅速减小,这是由于碳棒上吸附一层氢气,内电阻新增而使反应停止的缘故。二氧化锰把正极上出现的H2氧化成水,而本身则被还原为MnO(OH)。显然没有二氧化锰的干电池是没有实用价值的。


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