Chemische Reaktion, Gleichung, Animation und Erklärung der Blei-Säure-Batterie

Eines der interessantesten Dinge an Blei-Säure-Batterien ist die Reaktion, die in ihnen stattfindet. Diese Reaktion beinhaltet viele Dinge und es ist sehr interessant, darüber Bescheid zu wissen. Während viele Menschen diese Batterien in ihren Fahrzeugen und Notstromversorgungssystemen installiert haben, sollten Sie ihre tatsächliche Funktionsweise untersuchen.

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Hier werden wir also den tatsächlichen Funktionsmechanismus dieser Batterien mit Hilfe der Reaktionsgleichung und der Animation diskutieren.

Chemische Reaktionsgleichung für Blei-Säure-Batterien

Das erste, was Sie über die Funktionsweise dieser Batterien wissen müssen, ist die chemische Reaktionsgleichung. Die chemische Reaktion findet aufgrund der beiden aktiven Materialien im Inneren der Batterie statt. Eines dieser aktiven Materialien ist das Bleiperoxid, das wir zur Bildung des positiven aktiven Materials der Batterie verwendet haben. Diese werden auch Batterieplatten genannt.

Andererseits ist das andere aktive Material der Elektrolyt, der 31% Schwefelsäure ist. Eine andere Sache zu beachten ist, dass der Prozess der chemischen Reaktion für den Lade- und Entladevorgang unterschiedlich ist. Hier werden wir also sowohl diese Prozesse als auch ihre Gleichungen diskutieren.

Chemische Reaktionsgleichung für Blei-Säure-Batterien für den Ladevorgang

Während des Ladevorgangs werden die Klemmen des Akkus an die vom Ladegerät kommende Versorgung angeschlossen. In diesem Fall lautet die chemische Reaktionsgleichung der Batterie also:

PbSO4 + 2H2O + 2H = PbSO4 + 2H2SO4

In dieser Gleichung der chemischen Reaktion bewegen sich die positiven Wasserstoffionen in Richtung der Kathode. Dies erzeugte eine Potentialdifferenz zwischen den verschiedenen Anschlüssen der Batterie, die das Laden verursacht.

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Chemische Reaktionsgleichung für Blei-Säure-Batterien für den Entladevorgang

Wenn wir über den Entladevorgang sprechen, ist die Potentialdifferenz vorhanden und die Last verringert diese Differenz. In diesem Fall lautet die Gleichung der chemischen Reaktion innerhalb der Batterie wie folgt.

PbO 2 + H 2 SO 4 + 2H = PbSO 4 + 2H 2 O.

In diesem Fall erhalten die Anoden die Elektronen, wenn sie die von der Kathode kommende Last passieren. Auf diese Weise findet die chemische Reaktion an der Anode statt, an der das Wasserstoffatom gebildet wird.

Animation der chemischen Reaktion der Blei-Säure-Batterie

Das Verstehen der chemischen Reaktion mit Hilfe der Gleichung kann für manche Menschen etwas schwierig sein. Der beste Weg, um zu wissen, wie die Dinge im Akku ablaufen, ist das Lernen mit der Animation. Hier werden wir also genau diskutieren, was in der Batterie passiert.

Animation der chemischen Reaktion der Blei-Säure-Batterie für den Ladevorgang

Der Ladevorgang ist der Vorgang, bei dem der Akku an die Stromversorgung angeschlossen wird. In diesem Fall werden die Elektronen von der Anode zur Kathode bewegt. Wenn das Ladegerät an die Batterieklemmen angeschlossen ist, ist der Stromfluss in die entgegengesetzte Richtung.

Dies bewirkt, dass die elektrische Energie die chemische Reaktion und die Chemikalien in der Batterie ausführt. Durch diese chemische Reaktion bewegen sich die Elektronen vom positiven zum negativen Anschluss der Batterie. Während des Prozesses hat der Minuspol eine Fülle von Elektronen und die Batterie ist voll aufgeladen.

Animation der chemischen Reaktion der Blei-Säure-Batterie für den Entladevorgang

Der Entladevorgang beginnt, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist. Dies ist der Punkt, an dem sich die Elektronen am Minuspol der Batterie befinden und bereit sind, sich zum Pluspol der Batterie zu bewegen.

Sobald die Last an die Batterie angeschlossen ist, ist der Stromkreis geschlossen und die chemische Reaktion beginnt. Die Elektronen beginnen mit Hilfe der chemischen Reaktion vom Minuspol der Batterie zu fließen und sammeln sich am Pluspol der Batterie.

Dieser Prozess dauert so lange an, wie die chemische Reaktion die Bewegung von Elektronen unterstützt und die Gleichung ein Ungleichgewicht aufweist. Sobald die chemische Reaktion stoppt, stoppt auch der Elektronenfluss und die Batterie ist zu diesem Zeitpunkt vollständig entladen.

Welche chemische Reaktion findet in einer Batterie statt?

Wenn wir über die Batterien sprechen, die die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln, geschieht dies aufgrund einer chemischen Reaktion. Diese chemische Reaktion wird als Elektrolyseprozess bezeichnet, da hier die Änderung der Elektronen an einem Teil eine Auswirkung auf den anderen Teil hat. Infolge dieser Änderung tritt der Elektronenfluss auf und es wird Elektrizität erzeugt.

Dies ist jedoch nicht der einzige Fall. Der Elektrolyseprozess kann auch in weitere Teile unterteilt werden. Dies liegt daran, dass an verschiedenen Stellen der Batterie unterschiedliche Reaktionen auftreten. Dies sind die Oxidations- und Reduktionsprozesse, und hier werden wir sie diskutieren.

Der Oxidationsprozess in einer Batterie

Der Oxidationsprozess findet statt, wenn etwas in der Batterie ein oder mehrere Elektronen verliert. Wenn wir die Batterie aufladen, verliert der Pluspol der Batterie Elektronen, so dass der Oxidationsprozess am Pluspol während des Ladevorgangs stattfindet. Wenn andererseits die Batterie entladen wird, tritt die Oxidation am negativen Anschluss auf, da dieser Elektronen verliert.

Der Reduktionsprozess findet in einer Batterie statt

Der Reduktionsprozess ist die Zugabe von Elektronen und dies ist das genaue Gegenteil des Oxidationsprozesses. Wir können also sagen, dass der Reduktionsprozess am positiven Anschluss stattfindet, wenn die Batterie entladen wird. Dies liegt daran, dass sich hier die Elektronen vom positiven zum negativen Anschluss bewegen.

Ebenso erfolgt eine Reduzierung am Minuspol, wenn wir die Batterie aufladen, während sich die Elektronen in Richtung des Minuspols bewegen.

Fazit

Obwohl die meisten Menschen nicht wissen, wie die Batterien Strom produzieren, ist es die Reaktion, die in der Batterie stattfindet. Die Reaktion wandelt die chemische Energie mithilfe einer chemischen Reaktion in den aktiven Materialien der Batterie in elektrische Energie um. Um Ihnen das Verständnis des Prozesses zu erleichtern, haben wir hier diskutiert, wie der Prozess abläuft, seine Animation und auch seine Gleichung.