普通蓄電池的工作過程是一個(ge) 化學能與(yu) 電能相互轉化的過程。當蓄電池的化學能轉化為(wei) 電能而向外供電時,稱為(wei) 放電過程;
當蓄電池與(yu) 外界電源相聯而將電能轉化為(wei) 化學能儲(chu) 存起來時,稱為(wei) 充電過程。如圖1-6所示:
1.電動勢的建立
正極板上二氧化鉛電離為(wei) 正四價(jia) 鉛離子和負二價(jia) 氧離子,鉛離子附著在正極板上,氧離子進入電解液中,使正極板具有2.0V的正電位;負極板上的純鉛電離為(wei) 正二價(jia) 鉛離子和兩(liang) 個(ge) 電子,鉛離子進入電解液中,電子留在負極板上,使負極板具有-0.1的負電位。因此,正、負極板間有2.1V的電位差。
2.放電過程
在電位差的作用下,電流從(cong) 正極流出,經過燈泡流回負極,使燈泡發光。正極板上的正四價(jia) 鉛離子與(yu) 電子結合生成正二價(jia) 鉛離子,進入電解液再與(yu) 硫酸根離子結合生成硫酸鉛(附著在正極板上);負極板上,正二價(jia) 鉛離子也同硫酸根離子結合生成硫酸鉛(附著在負極板上)(圖1-7)。
結論:
1)放電過程中,正極板上的正四價(jia) 鉛離子得電子成為(wei) 正二價(jia) 鉛離子,並與(yu) 硫酸根離子生成硫酸鉛附著在正極板上;負極板上的鉛失去電子成為(wei) 正二價(jia) 鉛離子,並與(yu) 硫酸根離子生成硫酸鉛,附著在負極板上。
3)隨著放電過程的進行,電解液中的硫酸根離子不斷與(yu) 正、負極板上的鉛離子生成硫酸鉛而附著在極板上,使得電解液中的硫酸根離子逐漸減少。同時,由於(yu) 正極板上負二價(jia) 氧離子與(yu) 氫離子生成水,電解液中的水不斷增多,結果使得電解液的密度不斷下降。
3.充電過程
充電時,外接直流電源的正極接蓄電池的正極板,電源的負極接蓄電池的負極板。當直流電源的電動勢高於(yu) 蓄電池的電動勢時,電流將以放電電流相反的方向流過蓄電池。
正極板上,正二價(jia) 鉛離子失去2個(ge) 電子而成為(wei) 正四價(jia) 鉛離子,再與(yu) 水反應生成二氧化鉛,附著在正極板上,電位升高;
負極板上,正二價(jia) 鉛離子得到2個(ge) 電子生成一個(ge) 鉛分子而附著在負極板上;
從(cong) 正、負極板上電離出來的硫酸根離子與(yu) 水中的氫離子結合生成硫酸。
結論:
1)充電過程中,正極板上的正二價(jia) 鉛離子失電子成為(wei) 正四價(jia) 鉛離子,電位上升;負極板上的正二價(jia) 鉛離子得到電子成為(wei) 鉛分子,電位降低。正、負極板間的電位差加大。
2)隨著充電過程的進行,極板上的的硫酸根離子不斷不斷進入電解液與(yu) 氫離子生成硫酸,使得電解液中的硫酸根離子逐漸增多,結果使得電解液的密度不斷升高。