DIY Chlor Battery

1 Schritt:

Video DIY Chlor Batterie werden Sie jetzt sagen, sind hausgemacht Batterien nicht gehen, um so kosten als Handelsbatterien wirksam zu sein, in der Kindermädchen-Staat es fast unmöglich, rein genug Chemikalien wirklich Experiment zu erhalten ist. Aber ich denke, es ist wichtig für die nachhaltige Stromtypen zu verstehen, was los ist in ihrem System, damit sie fundierte Entscheidungen zu treffen, wenn sie ihre Batterien zu kaufen.
Auch in einer wahren Gitter nach unten Zusammenbruch - das heißt Mad Max-Szenario, die Fähigkeit, Batterien aus scrounged Materialien machen kann sich als nützlich. Nun, bevor Sie zu aufgeregt - wenn Sie ein Volt pro Batteriezelle Sie tun sehr gut erhalten - es wird viele dieser Zellen, um jeden nutzbare Energie zu bekommen. Wie ich schon sagte, ist es nicht kosteneffizient in den meisten denkbaren Situationen.

In dem Video machen wir eine Batterie mit einem Einmachglas, etwas Kupfer, etwas Aluminium, und einen starken Chlorbleiche. Grundsätzlich lassen sich zwei beliebige verschiedene Arten von Metall in eine leitende Lösung gebracht werden und Sie eine Batterie zu erhalten. In einigen Schulen immer noch ein Experiment, das beinhaltet das Einfügen Kupfer- und Zinkstreifen in eine Zitrone oder eine Kartoffel, eine Batterie machen zu lehren.

Sobald Sie die Grundchemie nach unten zu bekommen, fühlen Sie sich frei zu experimentieren - Ich habe Anweisungen für die Herstellung großer Zellen aus Aluminiumgetränkedosen miteinander vernietet und in lange PVC-Rohre eingesetzt sehen. Im Moment bin ich mit PVC-Rohr, Erdungsstange und Aluminiumrohr zu experimentieren.

Wenn Sie den Vorgang sehen möchten, wenden Sie sich bitte das Video.

Wie im Video versprochen, wird dieser Artikel die Theorie der Batterien in einem kleinen Detail zu besprechen.

Dies ist nur eine schnelle und schmutzig - wenn Sie weitere Informationen wünschen, können Sie eine Internet-Suche für die folgenden Batterietypen zu tun:

Edison-Batterie (Nickel-Eisen)

Kupfer, Zink, Säure (jede Art von Säure - Essigsäure in einer Essig-Batterie, Phosphorsäure in einem Koks-Batterie)

Kupfer, Zink, Salz (wie die Chlor Batterien)

Kupfer, Zink, Air

Kupfer, Aluminium, Säure

Kupfer, Aluminium, Salz

Kupfer, Aluminium, Air

Im Grunde

Metallatome sind durch elektrische Anziehung zwischen den Kernen und den Elektronen der Atome in der Umgebung gehalten wird.

Wenn man einen Streifen aus Metall in einem Glas Wasser zu platzieren, in Wechselwirkung der Wassermoleküle mit den Metallatomen auf der Oberfläche des Bandes. Wassermoleküle sind polar, was bedeutet, die eine Seite ist leicht positiv, und die andere Seite ist leicht negativ. Dies liegt daran, die beiden Wasserstoffatome nicht auf gegenüberliegenden Seiten des Sauerstoffatom sind, sondern etwa 105 ° voneinander entfernt. Die Wasserstoffseite positiv ist, und die Sauerstoff-Seite negativ ist.

An der Stelle, wo das Wasser und Metall treffen, einige der Metallatome zu der negativen Seite der Wassermoleküle angezogen. Diese Anziehung kann das Metallatom eines oder mehrere seiner Elektronen hinter im Metallband, und andere lassen sich in dem Wasser zu bewegen.

Aufgrund dieser Bewegung der Elektronen ein Metallatom ist, mit einem sehr kleinen negativen elektrischen Ladung vorhanden. Dieses kleine Ladung nicht sehr stark von der Metallionen, die den Streifen verlassen hat, zu ziehen. Da es aber sehr großen Anzahlen von Atomen an der Oberfläche des Metallstreifens, und eine enorme Anzahl von Metallionen in das Wasser zu einem bestimmten Zeitpunkt das Metallband endet mit einem leicht negative Ladung.

Einige Metalle halten ihre Atome stärker als andere. Dadurch können einige Metallstreifen wird mehr negativ, wenn in Wasser gelegt als andere.

Wenn ein Metallstreifen hat mehrere zusätzliche Elektronen als einen weiteren Streifen aus einem unähnlichen Metall, werden die zusätzlichen Elektronen aus dem ersten Streifen zu dem zweiten zu strömen, bis sie beide die gleiche Ladung haben und gleichen sich gegenseitig aus. Bevor jedoch die Elektronen von einem Streifen zum anderen fließen kann, müssen sie einen leitenden Pfad.

Wir geben ihnen diesen Weg, wenn wir verbinden zwei Streifen aus verschiedenen Metallen mit einem Draht. Die Elektronen dann durch diesen Draht fließen, wodurch ein elektrischer Strom.

Säure-Batterien (wir werden Kupfer und Zink als Beispiel)


Im Fall der Kupfer- und Zinkstreifen hält der Kupfer auf seiner Atome stärker als das Zink tut. Das bedeutet, die Zinkstreifen negativer als das Kupferband. Die Elektronen werden aus der Zink zum Kupfer fließen.

Wenn die Kräfte schließlich ausgeglichen, endet das Kupferband mit mehr Elektronen als Zinkstreifen. Die Zinkstreifen jetzt weniger Elektronen, und es kann nicht die Zinkionen zurück zur Band anziehen kann.

Wenn unsere Batterie gerade Wasser darin, dass das Ende der Batterie wäre. Aber dieser Batterie hat Wasser plus eine Säure. Eine Säure hat eine leicht gelöst Wasserstoffionen (in der Video ich erwähnt, über ionische Lösungen). Wasserstoffionen sind positiv, und der verbleibende Teil der Säure wird negativ, wenn es verliert den Wasserstoffionen. In einer Batterie mit Soda (Phosphorsäure) hergestellt würden Sie mit Phosphationen am Ende - in einer Essig-Batterie (Essigsäure) Sie haben Acetationen links.

Wenn alle diese positiv geladenen Zinkionen stoßen solche negativ geladenen Phosphat / Acetat oder andere Säureionen Phosphations stärker an dem Zinkion als das Wasserstoffionen angezogen.

Die positiv geladenen Wasserstoffionen auf den Kupferstreifen angezogen wird, weil der Kupferstreifen hat die zusätzlichen Elektronen und somit negativ (entgegengesetzte Ladungen anziehen).

Die Wasserstoffionen ziehen die Elektronen aus dem Kupfer, und werden Sie neutralen Wasserstoffatomen. Diese schließen sich paarweise zu Wasserstoffmolekülen und bilden Blasen auf dem Kupferband zu werden. Schließlich werden die Blasen groß genug, um auf der Oberfläche schwimmen und das System verlassen vollständig. (Das ist, warum Sie Batterien entlüften, um die explosive Wasserstoff von der Erhebung zu halten)

Nun ist die Kupferstreifen nicht mehr die zusätzlichen Elektronen. Es zieht mehr von der Zinkstreifen durch den Verbindungsdraht, wie damals, als der Draht zuerst zugegriffen hat.

Die Kupferionen neben den Kupferstreifen werden nicht als auf das Band angezogen, wie sie vorher waren. Die Wasserstoffionen halten, die die Elektronen, die die Kupferionen angezogen. Also diese Ionen sind frei, durch die Flüssigkeit zu bewegen.

Bei der Zinkstreifen, sind Zink-Ionen entfernt wird, so dass zusätzliche Elektronen. Einige dieser Elektronen wandern durch den Draht auf den Kupferstreifen. Aber einige von ihnen stoßen die Kupferionen, die in die Zinkstreifen stoßen passieren. Diese Ionen greifen die Elektronen und werden Kupferatome. Wir können sehen, diese Atome aufbauen auf der Zinkstreifen. Sie aussehen wie ein schwarzer Film, da der Sauerstoff im Wasser verbindet sich mit dem Kupfer zu schwarzem Kupferoxid zu bilden. (Galvanotechnik jemand ....)

Schließlich wird das gesamte Zink aufgezehrt, und das Kupfer und Kupferoxid fällt in einem Stapel unter denen das Zinkstreifen verwendet werden. Der Akku ist jetzt tot, und nicht mehr Elektronen durch den Draht fließen. Wenn es nicht eine Menge von Säure im Wasser, die Säure wurde zuerst verwendet haben - Verlassen des Metalls. (Int das Video erwähnen wir dies damit, desto stärker ist das Bleichmittel-Lösung je stärker die Batterie aber die kürzere Zeit es dauern wird)

Salz-Batterien (Luft-Batterien)


Wenn Sie eine Salzlösung anstelle von Säure im Wasser zu verwenden Sie eine andere Chemie.

Salz löst sich in Wasser, um positive Natriumionen und negativen Chloridionen zu machen. Diese Ionen reduzieren die für die Wasser benötigte Energie, um in Hydroxidionen (OH-) und Wasserstoffionen H + (die Wasserstoffionen schnell einen anderen Wassermolekül zu finden und erstellen Hydronium-Ionen, H3O +) aufgeteilt.

An der Zinkstreifen verbindet das Zinkion mit vier Hydroxidionen ein Ion Zinkat (Zn (OH) 42-) bilden, wobei zwei Elektronen hinter auf der Zinkstreifen. Die Chlorionen aus dem Salz dann mit den Wasserstoffionen verbinden übrig, wenn die Hydroxidionen wurden von der Zink entnommen und bilden Salzsäure.

Über auf den Kupferstreifen verbinden vier Elektronen mit Sauerstoff in Wasser und zwei Molekülen Wasser gelöst, um vier Hydroxidionen zu bilden. Die Natrium-Ionen aus dem Salz zu kombinieren mit den Hydroxidionen zu Natriumhydroxid zu machen. (Dies ist die Chemie hinter der 12-Volt-Chlor-Generator von einem früheren Video)

Die Salzsäure und das Natriumhydroxid kombinieren wieder in Salz. So ist das Salz lediglich auf dem Bild als eine Möglichkeit, Kosten durch das Wasser zu bewegen. Es wird nicht verwendet.

Wir können zusammenfassen, was passiert auf der Zink-Streifen (genannt die Anode auf diese Weise

Zn + 4OH- ⇒ Zn (OH) 42- + 2e-

4Cl- + 4H2O ⇒ 4 HCl + 4OH-

Zn (OH) 42- ⇒ ZnO + H2O + 2OH-

Am Kupferband (die so genannte Kathode) haben wir:

O2 + 2H2O + 4e ⇒ 4OH-

4Na + + 4OH- ⇒ 4NaOH

Deshalb ist es manchmal genannt wird eine Zink-Luft-Batterie. Der Sauerstoff aus der Luft wird die Kombination mit dem Zink.

Die Kupferelektrode ist nur dazu da, die Elektronen leiten, und nicht in der Chemie zu beteiligen. Es kann mit einem Kohlenstoffstab ersetzt werden.

Sie können feststellen, dass nach einer kurzen Zeit, der Sauerstoff in der Batterie aufgebraucht ist, und der Strom (und damit die Helligkeit der LED) zu sinken beginnt. Rühren der Salzwasser hilft, mehr Sauerstoff in das Wasser gegeben und die LED wird wieder hell.