Diferența dintre celulele primare și cele secundare

Diferența principală - celulă primară vs. secundară

Bateriile sunt celule care pot genera energie electrică. O baterie poate avea una sau mai multe celule electrochimice și este compusă din terminale care pot fi conectate cu dispozitive externe care funcționează cu o sursă de alimentare. Celulele primare și celulele secundare sunt două tipuri de baterii. Principala diferență dintre celulele primare și secundare este aceea celulele primare pot fi utilizate o singură dată întrucât celulele secundare pot fi utilizate de mai multe ori.

Domenii cheie acoperite

1. Ce sunt celulele primare
      - Definiție, structură, reacții chimice
2. Ce sunt celulele secundare
      - Definiție, structură, reacții chimice
3. Care este diferența dintre celulele primare și cele secundare
      - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: baterii, celule primare, celule secundare, anod, catod, electricitate

Ce este o celulă primară?

Sunt numite și celule primare sau baterii primare baterii nereîncărcabile. Acest lucru se datorează în principal faptului că aceste baterii nu pot fi încărcate din nou când sunt epuizate și nu mai funcționează. Deși nu sunt reutilizabile, celulele primare sunt foarte utile pentru stocarea energiei pentru utilizarea pe termen lung, deoarece rata de auto-descărcare este relativ scăzută. Prin urmare, utilizarea acestora poate fi observată în stimulatoarele cardiace de serviciu la pacienții cu inimă, contoare inteligente și campanii militare în care încărcarea este impracticabilă și imposibilă

Celulele primare sunt nereîncărcabile din cauza reacțiilor chimice care se produc în interiorul bateriei, care sunt ireversibile. Reacțiile chimice folosesc toate substanțele chimice prezente în celulă și atunci când se utilizează toate speciile chimice, generarea de energie este terminată.

O baterie primară sau o celulă primară este compusă dintr-un anod (capăt pozitiv încărcat) și un catod (capăt negativ încărcat). Grafitul este utilizat în mod obișnuit ca catod, iar zincul este folosit ca anod. Reacțiile de oxidare apar în anodul unde electronii sunt donați circuitului și reacțiile de reducere apar în catodul în care electronii sunt acceptați din exterior. Există, de asemenea, un electrolit care este util în realizarea unui pasaj pentru curentul electric. Electrolitul este compus din ioni încărcați electric care pot transporta sarcina între catod și anod.  

Figura 1: O baterie primară care are un anod de zinc și un catod Cu

Un exemplu comun al celulei primare este Celula Leclanche. Este compus dintr-un anod de zinc și un catod poros de grafit. Electrolitul prezent în interiorul bateriei este un amestec umed de NH₄Cl (clorură de amoniu), clorură de zinc (ZnCl₂) și dioxid de mangan (MnO₂). Reacțiile chimice care apar în interiorul celulei pot fi date ca mai jos.

Anod: Zn_(E) → Zn²⁺_(Aq)       +       2e

Catod: 2NH₄⁺_(Aq)    +    2e → 2NH_{3 (g)}   +    H_{2 (g)}

Două gaze NH₃ si H₂ sunt produse în catod. Dar aceste gaze vor participa din nou la reacții, după cum se arată mai jos.

2NH_{3 (g)} + Zn²⁺_(Aq) → [Zn (NH₃)₂]²⁺_(Aq)

2MnO_{2 (s)} + H_{2 (g)} → Mn₂O_{3 (s)} +H₂O_(L)

Ce este o celulă secundară?

Celulele secundare sunt, de asemenea, cunoscute ca baterii secundare sau baterii reîncărcabile. Aceste baterii pot fi utilizate de mai multe ori, deoarece pot fi încărcate atunci când nu mai funcționează. Reacțiile chimice care apar în aceste baterii sunt reversibile. Aceasta înseamnă că aceste reacții pot fi inversate prin aplicarea unei încărcări electrice. Dar spre deosebire de bateriile primare, bateriile secundare trebuie încărcate înainte de utilizare. În procesul de reîncărcare sunt utilizate încărcătoare.

Diferitele baterii secundare oferă diferite funcții. Prin urmare, utilizatorul ar trebui să știe ce tip de baterie ar trebui să fie utilizat pentru o anumită nevoie.

Aceste baterii au, de asemenea, un catod și un anod la fel ca bateriile primare. Reacțiile de reducere apar în catod, în timp ce reacțiile de oxidare apar în anod. Un bun exemplu pentru celulele secundare este acumulatorul de plumb / acidul. Reacțiile care apar în interiorul acelei celule sunt prezentate mai jos.

Catod: PbO_{2 (s)}   +   HSO₄^-_(Aq)   +   3H⁺_(Aq) +   2e → PbSO_{4 (s)}   +   H₂O_(L)

Anod: Pb (s) + HSO₄^-_(Aq)   → PbSO_{4 (s)}     +   H⁺_(Aq)    +   2e  

Figura 2: O diagramă schematică a bateriei cu plumb acid.

Diferența dintre celulele primare și cele secundare

Definiție

Celule primare: Celulele primare sunt baterii care nu pot fi reîncărcate sau reutilizate. 

Celule secundare: Celulele secundare sunt baterii care pot fi reîncărcate și reutilizate.

Reacții chimice

Celule primare: În celulele primare apar reacții ireversibile.

Celule secundare: În celulele secundare apar reacții reversibile.

folosire

Celule primare: Celulele primare pot fi utilizate o singură dată.

Celule secundare: Celulele secundare pot fi utilizate de mai multe ori.

Importanţă

Celule primare: Celulele primare pot produce imediat curenți; astfel, ele sunt utilizate în dispozitive portabile.

Celule secundare: Celulele secundare trebuie încărcate înainte de utilizare. Deci, ele pot fi folosite în automobile.

Rata de auto-descărcare

Celule primare: Celulele primare au rate de auto-descărcare mai scăzute și pot fi utilizate pentru stocarea pe termen lung a energiei.

Celule secundare: Celulele secundare au o rată de auto-descărcare mai mare comparativ cu celulele primare. 

Concluzie

Bateriile sunt foarte importante în aplicațiile tehnologice. Toate bateriile sunt fabricate din celule electrochimice. Celulele primare și secundare sunt două tipuri de baterii care sunt utile în viața zilnică. Principala diferență între celulele primare și cele secundare este aceea că celulele primare pot fi utilizate o singură dată, în timp ce celulele secundare pot fi utilizate mai mult decât o dată.

Referințe:

1. "Baterii primare și secundare". Baterie de depozitare a plumbului I. NP, n.d. Web. Disponibil aici. 12 iunie 2017. 
Libretexts. "Baterii reîncărcabile." LibreTexts. Libretexts, 22 ianuarie 2017. Web. Disponibil aici. 12 iunie 2017. 

Datorită fotografiei:

1. "Baterie primară pictată manual" Prin 脂肪 酸钠 - Lucrare proprie (CC BY-SA 4.0) prin Wikimedia Commons
2. "Descărcat" (CC BY 3.0) prin Wikimedia Commons