Էունք
Եթե աղի ջրերը փոխարինվեն ալկալային էլեկտրոլիտով, ալյումինե օդի մարտկոցի էլեկտրաէներգիայի արտադրության սկզբունքն ու ռեակցիայի գործընթացը տարբեր կլինեն: Ստորեւ բերված է մանրամասն վերլուծություն.
Ալյումինե օդային մարտկոցը էլեկտրաէներգիա է առաջացնում, օգտագործելով ալյումինե, քանի որ օդից անոդ եւ թթվածին օդից, քանի որ կաթոդը կալիումի հիդրօքսիդի (KOH) ալկալային էլեկտրոլիտի լուծույթով:
Արագության մանրամասն գործընթաց.
1: Անոդ (ալյումինե էլեկտրոդ). Ալյումինը անցնում է օքսիդացման ռեակցիա ալկալային միջավայրում, կորցնելով էլեկտրոններ եւ ձեւավորել ալյումինե իոններ: Կալիումի հիդրօքսիդի առկայության պատճառով առաջացած ալյումինե ալյումինե առաջնեկը գոյություն ունի Tetrahydroxoaluminate իոնների ձեւով [Al (Oh) ₄] ⁻) լուծման մեջ:
Al + 4oh⁻ → [al (oh) ₄] ⁻ + 3e-
2. Կաթոդ (օդային էլեկտրոդ). Օդի թթվածինը կաթոդի մակերեւույթի վրա կրճատվում է, արձագանքելով ջրով `հիդրօքսիդի իոններ ձեւավորելու համար (OH⁻): Այս գործընթացը սովորաբար պահանջում է կատալիզատոր, ակտիվացման էներգիան իջեցնելու համար, ինչպիսիք են ակտիվացված ածխածնի կամ այլ ոչ թանկարժեք մետաղների կատալիզատորներ:
O₂ + 2h₂o + 4e⁻ → 4oh⁻
3. Էլեկտրոլիտ (KOH լուծում). Կալիումի հիդրօքսիդի լուծումը ապահովում է հիդրօքսիդի իոնների բարձր կոնցենտրացիա, նպաստելով ալյումինի օքսիդացմանը եւ թթվածնի իջեցումը: Զուգահեռաբար, այն հանդես է գալիս որպես իոնային դիրիժոր, պահպանելով մարտկոցի մեջ վճարների մնացորդը:
4. Ընդհանուր արձագանքը. Անոդի եւ կաթոդային ռեակցիաների համատեղումը տալիս է ընդհանուր արձագանքի հավասարումը: Մեղադրանքներն ու ատոմների քանակը հավասարակշռել, այն սովորաբար հիմնված է 4 ալյումինե ատոմների վրա.
4AL + 3o₂ + 6h₂o + 4KOH → 4K [Al (OH) ₄]
Կամ գրված է իոնային ձեւով.
4al + 3o₂ + 6h₂o + 4oh⁻ → 4 [Al (Օ) ₄] ⁻
5. Արագության արտադրանք. Արձագանքման հիմնական արտադրանքը կալիումի tetrahydroxoaluminate է (k [al (oh) ₄]), որը լուծվում է koh լուծույթում: Որոշ դեպքերում, եթե լուծումը գերհագեցած է, ալյումինե հիդրօքսիդը (AL (OH) ₃) նստվածք կարող է ձեւավորել:
Dditional
Notes.
Պասիվիվ կինոնկար. Ոչ ալկալային կամ թույլ ալկալային միջավայրում օքսիդի կինոնկարը հեշտությամբ ձեւավորվում է ալյումինի մակերեսի վրա, ինչը խանգարում է արձագանքին: Այնուամենայնիվ, բարձր կոնցենտրացիայի KOH լուծույթներում այս օքսիդի ֆիլմը լուծարվում է, ապահովելով, որ ալյումինը կարող է շարունակել օքսիդացնել:
Hydgen Evolution Reaction (Her). Ալկալային պայմանների ներքո ալյումինե պայմաններում կարող է նաեւ լինել ջրածնի էվոլյուցիայի ռեակցիա, որը կողմնակի ռեակցիա է, որը նվազեցնում է մարտկոցի արդյունավետությունը:
2al + 6h₂o + 2oh⁻ → 2 [Al (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Hyd րածնի էվոլյուցիայի արձագանքը ճնշելու համար սովորաբար ավելացվում են որոշ համաձուլվածքային տարրեր կամ խանգարիչներ:
Գործնական ծրագրեր. Ալյումինե օդային մարտկոցներ ունեն շատ բարձր տեսական էներգիայի խտություն, բայց գործնական դիմումներն ազդում են տարբեր գործոնների վրա, ինչպիսիք են էլեկտրոլիտը, ջերմաստիճանը եւ ընթացիկ խտությունը:
Ամփոփում.
Մարտկոցը էլեկտրական էներգիա է առաջացնում ալյումինի օքսիդացման եւ թթվածնի իջեցման միջոցով, վերջնական արտադրանքը հիմնականում կալիումի TetrahydroxoAluminate
k [al (oh) ₄] լուծարվել է էլեկտրոլիտում:
Էլեկտրոլիտ փոշու կալիումի հիդրօքսիդի կլրոքսիդային կլանում) լուծում, արձագանքման սկզբունքը հետեւյալն է.
Քայլ |
Հավասարություն |
Բացատր |
|
Անոդ (հիմնական) |
Al + 4oh⁻ → [Al (Oh) ₄] ⁻ + 3e⁻ |
Ալյումինի օքսիդացում |
|
Կաթոդ (հիմնական) |
O₂ + 2h₂o + 4e⁻ → 4oh⁻ |
Թթվածնի իջեցում |
|
Al3⁺prepitation |
4al + 3o₂ + 6h₂o + 4oh⁻ → 4 [Al (Օ) ₄] ⁻ |
Al3⁺prepitation |
|
Ընդհանուր արձագանք |
4AL + 3o₂ + 6h₂o + 4KOH → 4K [Al (OH) ₄]
կամ
4al + 3o₂ + 6h₂o + 4KOH → 4kalo₂ ⋅xh2o
|
Հիմնական ռեակցիայի վերջնական արտադրանքը ջրի լուծելի 4K [ալ (OH) ₄] կամ kalo₂ |
|
Անոդի կողմնակի արձագանք |
2al + 6h₂o → 2al (OH) ₃↓ + 3H₂↑ |
Ջրածնի զարգացում |
|
10. Պահեստավորում, մաքրում եւ ջուր տարբերակ եւ սպասարկում
Դադարեցնելով օգտագործումը ավելի քան 2 ժամ
Եթե դուք չեք օգտագործվի լամպը ավելի քան 2 ժամ, լցնել էլեկտրոլիտը կամ աղի ջրերը `էլեկտրաքիմիական ռեակցիան ամբողջությամբ դադարեցնելու համար, դա օգնում է կանխել ուժի անտեղի կորուստը:
Ամենօրյա ստուգում հոսքի համար
Վերահսկեք ալյումինի հիդրօքսիդը լամպի ներսում, եթե ամուր մասնիկները դադարում են սահուն հոսելուց, լցնել հին լուծումը եւ այն փոխարինել թարմ էլեկտրոլիտով կամ աղի ջրով, եթե դրանք երկար մնան:
Երկարաժամկետ պահեստ
Լամպը պահելուց առաջ դատարկեք էլեկտրոլիտային լուծույթը կամ աղաջրերը, մաքրեք մարտկոցի խցիկը եւ էլեկտրոդի ափսեներ եւ դրանք չորացրեք: Սա կանխում է վնասը եւ ձեր լամպը լավ վիճակում է պահում հետագա օգտագործման համար:
⚠ Զգուշացում.
Պարբերաբար ստուգեք էլեկտրոլիտային հեղուկությունը
Օգտագործելով
Ալյումինե օդի գեներատոր ավելի քան 8 ժամ. Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է ավելի քան 8 ժամ անընդմեջ օգտագործել գեներատորը, կա երկու տարբերակ: Նախ, երբ մոտենում եք 8-ժամյա նշանը, ստուգեք պալատների մեջ հեղուկի մակարդակը `ապահովելու համար, որ այն դեռ լիովին սուզվում է էլեկտրոդի ափսեներ: Եթե ջրի մակարդակը նվազել է, անհրաժեշտության դեպքում ավելացրեք փոքր քանակությամբ ջուր: Եթե ջուրը մատչելի չէ, եւ հարկավոր է շարունակել օգտագործել գեներատորը, բացեք վերին սեղմիչ գլխարկը, որպեսզի օգնի ցրել ջերմությունը: Սա կանխելու է գերտաքացումը եւ ապահովելու կայուն ներկայացում:
Պարբերաբար ստուգեք աղի ջրային հեղուկությունը
Աղի ջրերի հեղուկը պետք է ստուգվի յուրաքանչյուր 4-6 ժամվա ընթացքում, կախված միացված սարքի էլեկտրաէներգիայի սպառումը:
❌ Եթե հեղուկը դառնում է հաստ կամ պակաս հեղուկ, այն կարող է ազդել կատարման վրա:
✅ Օպտիմալ գործողությունն ապահովելու համար անհրաժեշտ է մաքրել եւ փոխարինել այն թարմ աղի ջրով անմիջապես անհրաժեշտության դեպքում:
Շարունակել 3-րդ մասը