¿Están las placas de una batería realmente cargadas?

Question

En una de zinc/cobre celda de Daniell me corrija si me equivoco :

1. El Zinc tiene 2 electrones de valencia. Por lo tanto, quiere deshacerse de ellos. Para ello se envía el cobre que necesita de 2 a completar su valencia shell.
2. Se necesita un cable entre el zinc y el cobre para que esta reacción ocurra.

3. Así que técnicamente las placas no están cargadas. Sólo los cargos que fluye que crear el campo eléctrico.

   TLDR : Son las placas de una batería más como un condensador, con un exceso de cargas en las placas? ¿O es que simplemente tiran dentro y fuera de los electrones cerca de los terminales y de las placas individuales de zinc y el cobre son neutrales?

Mi confusión es esta : yo entiendo que el zinc quiere deshacerse de electrones, y el cobre quiere más electrones, pero : El zinc y el cobre átomo son "neutrales". es sólo el defecit de los electrones en el conductor cerca de la terminal positiva y el exceso de electrones cerca de la terminal negativa, Que para mí sería un campo eléctrico .

O tal vez es el "querer deshacerse" y el "querer recibir más" electrones que crean un campo eléctrico, si es que por favor confirmar !

Gracias !

Answer 1

Creo que la mayoría de la confusión acerca de las baterías, trata de ignorar el electrolito. Por ejemplo:

El Zinc tiene 2 electrones de valencia. Por lo tanto, quiere deshacerse de ellos. Para ello se envía el cobre que necesita de 2 a completar su valencia shell.

El real de la reacción entre el zinc metálico y el zinc disuelto. Zinc quiere deshacerse de dos electrones y lo hace convertirse en un ion y pasar a la solución.

Esta reacción es energéticamente favorable y puede ocurrir incluso si hay un pequeño campo eléctrico que se oponen a la superficie del electrodo. Sin embargo, los productos de la reacción cerca de la superficie de los electrodos, los iones zinc y electrones, están muy cargadas y producir rápidamente una firme oposición de campo que supera la energía favorabilidad y se detiene la reacción. Para que la reacción proceda de los productos de la reacción debe ser eliminado de la región cerca de la superficie del electrodo.

Los electrones pueden ser removidos de la superficie del electrodo por el transporte a través del alambre, y los iones pueden ser removidos de la superficie por el transporte a través del fluido. El transporte de electrones requiere el complemento de la reacción en el electrodo de cobre, y el transporte de los iones requiere un complementarios de transporte de los solutos de iones en el electrolito. La comprensión de los electrolitos es esencial para la comprensión de las baterías, y es lo habitual en la pieza abandonada.

Se necesita un cable entre el zinc y el cobre para que esta reacción ocurra.

El propósito del hilo no es para que la reacción ocurra. La reacción es energéticamente favorable, por lo que brevemente ocurre independientemente. La finalidad del hilo es para eliminar los productos de reacción por lo que puede seguir ocurriendo.

Tenga en cuenta que en este proceso no todo el exceso de electrones en la placa normalmente son eliminadas. Tan pronto como algunos se quitan la reacción y llenar esos pocos. La reacción por lo tanto se procede a la tasa que los productos son retirados de las inmediaciones de la superficie del electrodo. En situaciones anormales, como un corto circuito, una fracción sustancial de que el exceso de cargas en la superficie puede ser agotado y la corriente está limitada por la cinética de la reacción. Esto se manifiesta como una "resistencia interna" de la célula.

Answer 2

TLDR : Son las placas de una batería más como un condensador con el exceso de cargos en las placas?

Sí. Esta es la razón por la una (con cargo) celda tiene un valor distinto de cero abierta circuit (no circuito externo) el voltaje a través de. A pesar del hecho de que no hay ningún circuito externo a través de la cual se puede cobrar de flujo, las reacciones de las placas con el electrolito resultado en una placa de tener un déficit de electrones (de carga positiva) y la otra placa que tienen un exceso de electrones (carga negativa).

Esencialmente, ésta es la separación de la carga (y asociadas a un campo eléctrico) que 'detiene' la (neto) de las reacciones químicas en las placas y se produce la constante tensión de circuito abierto.

Si los electrones se permite el flujo a través de un circuito externo (carga) de la placa negativa a la positiva de la placa, las reacciones de proceder y las células de los vertidos.

En el caso de una batería de celda, una fuente externa puede mover los electrones de la placa positiva a la negativa de la placa esencialmente revertir las reacciones químicas en las placas y las células de los cargos.

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(En los comentarios)

OK, pero cuando lo conecte los dos terminales de un circuito no todos los exceso de carga, simplemente corriente en el alambre y terminales de ser neutral de nuevo ?

A diferencia de un condensador, la energía almacenada en una celda se encuentra en forma de energía química y no la energía electrostática. Sólo una pequeña fracción de la energía química almacenada es necesario para establecer el voltaje de circuito abierto.

Como un condensador, las placas tienen igual y opuesta a la carga eléctrica, pero a diferencia de un condensador, reacciones químicas 'intentar' mantener la separación de la carga sobre las placas, incluso como un exceso de flujo de electrones de la placa negativa, a través de la carga, una hacia la placa positiva.

Por supuesto, hay un límite y las células tienen un llamado de la corriente de cortocircuito que es la corriente máxima que puede suministrar cuando las placas están conectadas con un cable (debo señalar que, generalmente, esto no es una prueba segura para realizar).

Hay, por supuesto, mucho más que todo esto, y yo creo que hay algunas buenas preguntas y aquí en este tema.

Answer 3

Los metales de los electrodos en el circuito abierto de sufrir estas reacciones electroquímicas:

$$\require{mhchem} \ce{Zn(s) <=> Zn^2+(aq) + 2 e-}$$ $$\ce{Cu(s) <=> Cu^2+(aq) + 2 e-}$$

La reacción llega al equilibrio químico, cuando el potencial del electrodo de metal M alcanza el particular valor de equilibrio, dada por la ecuación de Nernst.

$$E_M=E^\circ_M + \frac{RT}{nF}\ln a_M^{n+}$$

Iones de Zinc tienen una mayor tendencia a disolver en solución, en comparación con el cobre, lo que más potencial positivo en el electrodo de cobre.

Cuando el circuito está cerrado, la diferencia de potencial que hace que la corriente que fluye.

Como consecuencia de ello, tanto los potenciales de electrodo se disbalanced de sus valores de equilibrio.

Zinc el electrodo de potencial se hace mayor, lo que conduce a la disolución de zinc y el bombeo de los electrones al circuito.

De cobre electrodo de potencial disminuye, lo que conduce a la de iones de cobre en la reducción de metsl y el drenaje de los electrones por el circuito.

Dentro de la célula, un flujo de iones formas entre los electrodos, a través de un diafragma o iónica de la puente, tras potenciales y gradientes de concentración.

Acerca de los condensadores, hay al menos 3 tipo de capacitancia:

• a granel de metal de los electrodos

• capa dieléctrica de los iones adsorbidos en los electrodos

• solución debido a granel volumen de carga de desplazamiento.

Answer 4

Ambos Cu y Zn son la disolución de las respectivas piezas de metal y volver a un cierto ritmo. Con el fin de ser disuelto en el agua que necesitan para ser iones (porque el agua es un disolvente polar). Por lo que tiene una mayor tendencia a disolver? El elemento que es más fácil para ionizar. En este caso, Zn debido a que tiene menor electronegatividad y puede dar la espalda a sus electrones al electrodo de Zn) es más fácil.

Así que un poco más de Zn se disuelve de Cu y por lo tanto electrodo de Zn tendrá algunos acumulación de electrones. Que se crea un campo eléctrico en el conductor que va a aumentar la densidad de los electrones cercanos que a su vez creará un campo eléctrico por el cable.

A pesar de que esto iba a detener muy rápidamente porque los electrones se acumulan rápidamente en el otro extremo. Por esta razón, usted también necesita un puente de sal. AFAIU, que contendrá adicional de los iones de la misma que se disuelve en agua o simplemente permitir Zn - el flujo de la Cu de la célula y viceversa.

PS: no estoy seguro de cuál es el papel SO4 juega en esto, pero parece que tiene más afinidad con Zn que agua lo que hace que la disolución mejor.