ẮC QUY

CHÀO MỪNG THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN !
BÀI THUYÊT TRÌNH
NHÓM 2
•
Thóc lúa có thể chứa trong kho, nước sông có thể dùng bờ đập để trữ lại thế thì điện ta có
thể dùng cách gì để trữ lại ?
ẮC QUY
I. ĐỊNH NGHĨA:
•
Ắc Quy là gì ?
=> Ắc quy là một tập hợp pin Galvanic hoàn chỉnh,theo dãy [ (+)-(+)-(+)-… ]
•
Tuy nhiên thông thường có thể sử dụng một pin Galvanic riêng lẻ
•
Ắc quy là một sáng chế tài tình: dd trong pin được thay thế bằng một chất rắng nhảo, hồ bột hay bùn đặc
của các chất, do đó nồng độ của chúng tương đối ổn định nên điện thế không giảm nhanh khi pin hoạt động
mà duy trì trong thời gian khá dài.
II. PHÂN LOẠI:
•
Có nhiều loại ắc quy, ví dụ:
-> Ắc quy sơ cấp
-> Ắc quy chuyển hóa
-> Ắc quy lỏng
ẮC QUY SƠ CẤP
Loại không thể nạp điện lại, nó bị thải loại khi chết, khi đó, là lúc các chất thành phần đạt tới trạng thái
cân bằng về nồng độ
ẮC QUY CHUYỂN HOÁ
•
Loại có thể nạp thêm điện năng để đảo ngược phản ứng trong pin, tái tạo lại các chất ban đầu. Với loại ắc
quy này, pin galvanic có thể chuyển hóa thành pin điện phân.
ẮC QUY LỎNG (PIN NHIÊN LIỆU)

•
Có thể sử dụng phản ứng cháy để sản xuất điện năng nhưng không dự trữ được điện năng
•
Ví dụ: Pin nhiên liệu hydro.
PIN KHÔ
•
Còn gọi là pin Leclanche. Cực dương Zn có dạng một bình chứa hỗn hợp MnO2, và hồ chất muối axit gồm
NH4Cl, ZnCl2, H20 và tinh bột. Cực âm là một thỏi graphit đặt vào hồ hỗn hợp.
•
Các phản ứng trong pin:
ở Anot (quá trình oxi hóa): Zn(r) -> Zn 2+(aq) + 2e
ở Catot (quá trình khử): 2MnO2(r) + 2NH4+(aq) + 2e -> Mn2O3(r) + 2NH3(aq) + H2O(l)
Zn2+(aq) + 2NH3(aq) + 2Cl-(aq) -> Zn(NH3)2Cl2(r)
Pư tổng: 2MnO2(r) +2NH4Cl(aq) + Zn(r) -> Zn(NH3)2Cl2(r) + Mn2O3(r) + H2O E=1,5V
PIN KHÔ
PIN KHÔ
Ứng Dụng: dùng cho đài, đèn pin đồ chơi, điện thoại vì thuận lợi an toàn nhiều kích cỡ và rẻ
Hạn chế: tuổi thọ thấp, khi pin dùng lâu điện áp sẽ bị giảm
PIN KIỀM
•
Là pin khô được cải tiến, dd điện phân là hồ KOH.
•
Là loại pin thông dụng nhất hiện nay.
PIN KIỀM
•
Các phản ứng trong pin:
Ở Anot: Zn(r) +2OH-(aq) -> ZnO(r) +H2O +2e
Ở Catot:
MnO2(r) +2H2O +2e -> Mn(OH)2(r) +2OH-(aq)
Phản ứng tổng:

Zn(r) +MnO2(r) +H2O -> ZnO + Mn(OH)2 E=1,5V
PIN KIỀM
Ưu điểm: giữ đc điện áp ổn định
Nhược điểm: giá thành cao
-
Ngoài ra còn một số loại pin khác:
+ Pin Ag: dùng cho máy trợ tim, máy quay, máy thu phát tín hiệu cấp cứu
+ Pin Hg: dùng để vận hành đồng hồ máy tính
ẮC QUY CHÌ ACID 12V
Là loại thường gặp nhất
Cấu tạo gồm:
-
Bản cực: khung hợp kim Sb-Pb(9%Sb,81%Pb) được trát bằng bột nhão(PbO+H2O)
-
Bản cực nhúng trong dd H2SO4(38%) sẽ có pư.
PbO + H2SO4 -> PbSO4 +H2O
-
Nối 2 bản cực của ắc quy với nguồn điện một chiều khi có điện áp 12-24V, cường độ dòng 8 : 15V. Khi
thấy có bọt khí thoát ra là đầy điện, vì khi đó toàn bộ PbSO4 trên bản cực âm đã chuyển hết thành Pb, hết
lượng ion H+ phóng điện.
2H+ +2e -> H2↑
ẮC QUY CHÌ ACID 12V
•
Ví dụ:
ẮC QUY CHÌ ACID 12V
•
Cấu tạo của ắc quy chì acid 12V
PHẢN ỨNG TRÊN ĐIỆN CỰC KHI NẠP ĐIỆN
Trên anot: PbSO4 + 2H2O -> PbO2 + 4H+ + SO42- +2e
Trên catot: PbSO4 + 2e +2H+ -> Pb + 2H+ +SO42-

Pư tổng quát:
2PbSO4 + 2H2O -> Pb +PbO2 +2H2SO4
Khi đó PbSO4 ở cực âm chuyển thành Pb hoạt động, còn PbSO4 cực dương chuyển thành PbO2. Điện năng
chuyển thành hóa năng tích trữ trong bình ắc quy.
PHẢN ỨNG TRÊN ĐIỆN CỰC KHI NẠP ĐIỆN VÀ PHÓNG ĐIỆN
QUÁ TRÌNH PHÓNG ĐIỆN KHI SỬ DỤNG ẮC QUY
Năng lượng hóa học chuyển thành điện năng , các electron chuyển thành từ Pb (anot) sang PbO2 theo mạch
trong (trong dung dịch H2SO4), các ion SO42- chuyển về anot, các ion H+ (H3O+) chuyển về catot
Trên anot (+) PbO2 + 2e +4H+ + SO42- -> PbSO4 +2H2O
Trên catot (-) Pb + SO42- ->PbSO4 +2e
Phản ứng tổng quát khi phóng điện:
Pb + PbO2 + H2SO4 -> 2PbSO4 +2e.
QUÁ TRÌNH NẠP ĐIỆN KHI SỬ DỤNG ẮC QUY
Khi mới nạp điện, suất điện động của ắc qui là 2.037V. Trong quá trình hoạt động điện áp của nó sụt dần, khi
đạt 1.85V thì cần tái nạp điện.
2PbSO4 +2H2O -> Pb + PbO2 +H2SO4
ẮC QUY Ni-Cd
-
Dd điện phân là KOH hoặc NaOH đặc
Pư tổng quát:
Cd(r) +2NiO(OH)(r) + 2H2O(l) -> 2Ni(OH)2 +Cd(OH)2 E=1,4V
Ứng dụng: dùng cho đèn Plash máy ảnh
Nhược điểm: thải Cd độc hại
ẮC QUY LỎNG (PIN NHIÊN LIỆU)
•
Ắc quy lỏng: chất pư trải qua các bán pư tách biệt (không cháy thành lửa) các e được chuyển qua
mạch ngoài.
•
VD: pin nhiên liệu oxh H2 bằng điện cực C có xúc tác KL trong dd điên phân Na2CO3
•

Anot: H2 + CO32- -> H2O + CO2 +2e
•
Catot: 1/2O2 + CO2 + 2e -> CO32-
•
Pư tổng: H2 +1/2O2 -> H2O
ẮC QUY LỎNG (PIN NHIÊN LIỆU)
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG