バッテリーはガルバニ電池とも呼ばれ、化学反応が終了するまでのみシステムにエネルギーを供給します。
その動作は、電子を放棄する傾向のある金属から電子を獲得する傾向のある金属への電子の移動、つまり酸化還元反応に基づいています。この転写は導電性ワイヤを使用して行われます。
これがどのように起こるかを理解するために、亜鉛と銅の間で起こる酸化還元反応と、これを電池の生成にどのように使用できるかを見てみましょう。
硫酸亜鉛 (ZnSO 4 ) の溶液に亜鉛板を入れると、亜鉛電極が作成されます。同様に、銅板を硫酸銅 (CuSO 4 ) の溶液に入れると、銅の電極ができます。
亜鉛は銅よりも反応性が高いため、銅に電子を与える傾向があります。したがって、外部の導線を使用してこれら 2 つの電極を接続すると、電子の移動が発生し、その結果、電流が流れます。これは、しばらくすると、銅シートの質量が増加し、亜鉛シートが腐食していることに気づいたため、目に見えます。
電子は負の電荷を持っているため、アノードと呼ばれる負の電極から移動します。カソードと呼ばれるプラス側に接続します。したがって、この特定の山に対する世界的な反応は次のようになります。
アノード半反応: Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-
カソード半反応: Cu2+(aq) + 2e- →Cu(s)____________
全体的な電池反応: Zn (s) + Cu2+(aq)→ Zn2+ (aq) + Cu(s)
バッテリーの正しい化学表記は、世界の慣例による次の規則に基づいています。
アノード // カソード
酸化//還元
したがって、この場合は次のようになります。
Zn / Zn 2+ // Cu 2+ // Cu (s)
これは、自発的な酸化還元反応により電流が生成されるため、このデバイスが電池であることを示しています。この杭は、英国の化学者で気象学者のジョン フレデリック ダニエル (1790-1845) によって 1836 年に建設されたため、ダニエル パイルと呼ばれています。
現在、さまざまな側面で変化する多様なバッテリーがあります。ただし、最も一般的な電池は乾電池であり、ダニエル電池のような水溶液は使用しません。しかし、これは同じ原理、つまりアノードからカソードへの電子の移動に基づいて機能します。以下は、酸性乾電池の構成の概略図です。
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