Batérie

Chémia
8. ročník ZŠ

Významné chemické prvky a zlúčeniny – Neutralizačné a redoxné reakcie
Redoxné deje

Obr. 1: Voltov stĺpec

Zaujímavým príkladom využitia redoxných reakcií sú batérie, zariadenia, ktoré produkujú elektrický prúd práve vďaka redoxnej reakcii, teda vďaka prúdu elektrónov. Batéria v podstate premieňa chemickú energiu na energiu elektrickú.  Je to elektrochemický alebo galvanický článok definovaný ako chemický zdroj elektrického napätia. Najjednoduchšia batéria využíva prenos elektrónov medzi zinkom a meďou. Ak sa kúsok zinku umiestni do roztoku obsahujúceho ióny medi (Cu 2+), uskutoční sa redoxná reakcia. Z iónov medi sa stane čistý kov a z čistého zinku sa stanú ióny (Zn 2+).

Zn o – 2e → Zn 2+ – oxidácia

Cu 2+ + 2e → Cu o – redukcia

Dnešné batérie sú vylepšenými verziami tej prvej.

Podrobnejšie sa pozrieme na redoxné reakcie prebiehajúce v zinok-uhlíkovej alebo vo vylepšenej verzii zinok-chloridovej batérii, v alkalickej batérii a v strieborno-zinkovej batérii.

Obr. 3 (https://mladychemik.webnode.sk/zinkovo-uhlikova-bateria/)

Zinok-uhlíková/chloridová batéria:

Zn + 2 MnO2 → Mn2O3 + ZnO 1. reakcia

Alkalická batéria:

Zn + MnO2 + 2 H2O → Zn(OH)2 + Mn(OH)2 2. reakcia

Strieborno-zinková batéria:

Ag2O + H2O + Zn → 2Ag + Zn(OH)2 3. reakcia

Otázky:

1. Zisti ako sa volal prvý zdroj stáleho elektrického prúdu – elektrický článok alebo prvá elektrická batéria? Kto a kedy ju vynašiel? Z čoho sa skladala?

2. Opíš, akým spôsobom vznikol elektrický prúd v prvej batérii.

3. Čo mala prvá batéria spoločné s tými dnešnými?

4. Oveľa staršie „batérie“, až 2000 rokov staré, sa našli v Iraku, neďaleko jeho hlavného mesta, tzv. Bagdadské fľaše. Pokús sa nájsť viac informácií o nich – ako vyzerali, čo obsahovali, na základe čoho sa predpokladá, že boli zdrojom elektriny, na čo pravdepodobne slúžili. 

5. Vyrovnaj prvú chemickú reakciu a rozpíš redoxnú reakciu v zinok-uhlíkovej/chloridovej batérii – čiastkové deje oxidácie a redukcie.

6. Vyrovnaj druhú chemickú reakciu a rozpíš redoxnú reakciu v alkalickej batérii – čiastkové deje oxidácie a redukcie.

7. Vyrovnaj tretiu chemickú reakciu a rozpíš redoxnú reakciu v strieborno-zinkovej batérii – čiastkové deje oxidácie a redukcie.

8. Medzi ktorými kovmi v spomenutých troch batériách došlo k prúdu, prechodu elektrónov?

9. Zisti rozdiely v trvácnosti a použití zinok-uhlíkovej, zinok-chloridovej a alkalickej batérie.

10. Napíš názvy chemických zlúčenín: MnO2, Mn2O3, Zn(OH)2, ZnO, Mn(OH)2, Ag2O

11. Vypočítaj množstvo/hmotnosť MnO2 potrebného na prípravu batérie, ak batéria hmotnosti 22,7g obsahuje 20% tejto zlúčeniny. Aké je látkové množstvo vypočítaného množstva MnO2?

12. Prečo je dôležité batérie separovať? Zisti, ako sa batérie recyklujú a kde je u nás najbližšie zberné miesto.

Mohlo by vás zaujímať

Chémia
Pre učiteľov
3. ročník SŠ
Chémia
Pre učiteľov
8. ročník ZŠ
Matematika
Slovenský jazyk
Výtvarná výchova
Informatika
Biológia
Etická výchova
Bez obmedzenia
Nezaradené
Bez obmedzenia