|
今天好不容易有空，脑子顿时小抽了一下，冒出了这个想法。 先科普一下电极电势：当金属在水溶液中时会发生水合作用，从而形成水合物。在这个过程中，金属会被氧化，失去电子。在酸中常以金属离子存在；在碱溶液中则会以氢氧化物的形式。但不管怎么说，脱离金属发生水和作用的金属原子都失去了电子；但其实电子并没有丢失，而是留存在金属固体中（即未水合的金属原子聚集成的晶体），使金属带负电，溶液（在酸中是这样，碱中则是氢氧化物沉淀或胶体）带正电，当反应不断进行，电荷不断累积，直到达到一个值使得金属再也不能接受更多电子，溶液相对不能容纳更多阳离子（或带正电的物质）时，反映从宏观上停止（微观上是金属水合-析出达到了平衡。即正逆反应平衡）这是金属与带正电部分所形成的电压即为该物质的氧化态-还原态的电极电势。。 其实说白了就是个电压。会随着温度和相应粒子浓度变化而变化。 因为酸碱水合不同，标准电极电势分酸表和碱表。 不多说了，这不是重点。。。 看看铅酸电池的工作原理。是让铅在0-2-4这三个化合价之间变化并且利用了铅6S的惰性电子对效应。发生的氧化还原反应。那么，我们能不能也使用类似的金属来做呢？答案是肯定的。但是純铅不好找。不过我知道焊锡里边有，大家应该很容易买吧。。。 我的思路是先制作电极，之后通过电解氧化阳极，还原阴极（PS：阴极为金属单质，所以在阴极实际还原的是水中的氢离子）这个反应消耗氢离子。所以要用一种提供氢离子的东西，并且在放电时，正四价的铅（锡）和铅（锡）与单质发生归中反应。放电。。这时电极表面的活性材料归中为2价，再充电，开启循环模式。。 空想是不会出结果的，所以试一下。    看着三幅图，焊锡丝能明显被氧化，并且阴极并没有氢气析出，反倒是金属氧化物被还原成金属了。虽说阴极只是烙铁头吧。。 回到正题，验证过思路以后，我们就可以动手了。刚刚的电解液是碳酸氢钠溶液，至于为何不用氯化钠我只能说电解阳极出氯气，不好闻还干扰试验。。 首先制作电池正极（我有时候阳极正极可能会混用，因为二次电池中有电解池的组份）莫吐槽  大体上截取30厘米的焊锡丝像这样盘起来   在用一点点，别太多卫生纸包起来其实正极就做好了，然后在外面缠上大约相同长度的焊锡丝，并且和正极一样留一根接线柱，建议略长以用来区分正负极  接下来就是找个器皿，放进去，加电解液进行试验啦 这是没有进行充电（第一次充电是极化，谁正谁负没意思，但第二次必须俺第一次充电的电极冲。。我个人建议吧被卫生纸包裹的电极作为正极，因为正极上会有容易脱落的黑色的物质。其实就是二氧化铅一类的高价金属氧化物。脱落的话一不美观，二影响效率so你懂得）  下一步就是极化，正确的操作是用电阻控制电流，因为这样做的电池内阻很小，直接冲可能有危险。PS：我是没条件，不然我为啥很么大半夜发帖子  6V的铅酸电池（新充满的）连上之后的电压。。内阻不是一般小。。。所以坚持了大约2秒，拍完照就算了。。  在断开自制电池的一瞬间，铅酸电池电压恢复正常。。。。。。。。。。刚刚电流要多大啊。。  之后大致上就在这个电压了。用指针式安培表说明了短路电流大于150毫安 短路后电压迅速下降。说明活性物质已经消耗得差不多了。。。因为溶剂是弱碱性的溶液，所以查了电极电势碱表后得到了如下数据： 二氧化铅到铅离子是1.693V；铅到铅离子0.126V理论标准电极电势应该是1.819V。可能是因为种种原因偏差了。毕竟这也不是真正的强碱环境，温度也不是标准温度。。。大家可以自己找找与锡的电极电势，看看是不是符合。再说下，电势差大的先反应。铅因为6S惰性电子对效应导致四价时氧化性极强所以应该二氧化铅-铅的电极电势大，先反应。。。只是应该。。。 下次买个LED看看能不能串联几个电池带起来。
|
|
|
