蓄电池充电过程中的化学变化主要涉及铅酸蓄电池,以下是详细的解释:
在充电过程中,铅酸电池中的铅(Pb) 和硫酸(H2SO4)等活性物质会发生化学反应。当电池充电时,正极上的铅二氧化物
(PbO2)会还原为铅(Pb),而负极上的铅(Pb) 则会被氧化为铅离子(Pb2+)。与此同时,电解液中的硫酸
(H2SO4)被分解为水(H2O)和硫酸根离子(SO42-) 。这些化学反应需要外部电源提供能量,以促使化学反应持续进
行。值得注意的是,蓄电池充电过程中的化学反应是可逆的。当电池放电时,上述反 应会逆转,从而释放出储存的能量 。
具体的化学反应方程式为:
充电总反应: PbSO4 + PbSO4 + 2H2O= PbO2 + Pb + 2H2SO4 (电解池)
阳极(正极)反应: PbSO4 + 2H2O- 2e-= PbO2 + 4H+ + SO42-
阴极(负极)反应:PbSO4+2e-=Pb+SO42-2
此外,充电过程中还伴随着一些副反应, 如电解液中的水分解产生氢气(H2) 和氧气(O2)。这些副反应会影响电池的性能
和寿命,因此在实际应用中需要加以控制。
总的来说,蓄电池充电过程本质上是一个化学变化过程,需要外部电源提供能量来驱动化学反应。通过这个过程,电池可以
储存能量,以备放电时使用。
由于放电时在阳极板,阴极板. 上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加,亦即电解液之比重上升,并逐渐回复到放电前的浓度,这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态,当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时,即等于充电结束,而阴极板就产生氢,阳极板则产生氧,充电到最后阶段时,电流几乎都用在水的电解,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。