Elektriese energie na chemiese energie: wat, hoe om om te skakel, verwerk


Die artikel bespreek elektriese energie na chemiese energie-omskakeling wat uitbeeld hoe molekules chemiese bindings vorm as gevolg van elektriese lading-oordrag. 

Die vloei van elektrone dra kinetiese energie in die vorm van elektriese energie. Die bewegende elektrone veroorsaak 'n chemiese reaksie wanneer hulle met ander materiaal se chemies-gebonde elektrone tref. Die chemiese reaksies konstrueer 'n nuwe molekule wat energie in chemiese energievorm behou. 

Elektriese Energie na Chemiese Energie
Elektriese Energie na Chemiese Energie

Die elektriese na chemiese energie transformasie illustreer hoe kinetiese energie in potensiële energie verander word. Die kinetiese energie laat 'n stilstaande gelaaide deeltjie in beweging wees. So wanneer die elektrone in rus die energie van 'n eksterne kragbron verkry, is hulle opgewonde om vinnig te beweeg. 

Sulke bewegende elektrone bots met die ander chemiese verbindings en vernietig hul chemies-gebonde elektrone. Gevolglik vind die chemiese reaksie plaas tussen vrye elektrone van die verbinding, wat 'n nuwe chemiese verbinding skep.

Energie in chemiese binding
Breek en vorming van chemiese bindings
(Krediet: Shutter)

Wanneer die nuutgebonde stilstaande elektrone die kinetiese energie van bewegende elektrone stoor, word dit hulle potensiële energieDit is hoe die nuwe chemiese verbinding 'n ekwivalente hoeveelheid bevat elektriese kinetiese energie te vorm chemiese potensiële energie

Lees oor voorbeelde van elektriese energie tot chemiese energie

Watter proses is elektriese energie tot chemiese energie?

Die omskakeling van elektriese energie na chemiese energie is die elektroliseproses. 

Elektrolise is die elektrochemiese proses wat begin wanneer die elektriese energie van eksterne bronne af gelewer word. Die buitenste elektriese energie word dan chemies in die chemiese verbinding opgehoop, wat ons in staat stel om die elektriese energie later terug te verkry. 

Watter proses is elektriese energie tot chemiese energie
Elektrolise Proses
(Krediet: Shutter)

Elke herlaaibare elektroniese toestel werk op 'n elektrolise proses. Wanneer ons die laaier aan so 'n toestel koppel en dit aanskakel, word die elektrone binne die laaier opgewonde. Die opgewekte elektrone beweeg met elektriese energie na die herlaaibare battery deur die draad. 

Die herlaaibare battery bevat chemiese elemente soos elektrolitiese oplossingwat ladingoordrag binne die battery toelaat. So wanneer eksterne energie aan die battery gelewer word, word die chemiese bindings binne sy elemente verbreek. Die elektrone word vry van chemiese binding en reageer dan om nuwe chemiese elemente te konstrueer deur verskeie chemiese reaksies. 

Die nuwe chemiese elemente binne die battery het dan stilstaande lading elektrone, wat die eksterne stoor elektriese energie as chemiese potensiële energie vir 'n langer tydperk. 

Behalwe die laai van 'n stoorbattery, is die voorbeeld wat die elektroliseproses behels om die elektriese na chemiese energie om te skakel, 

  • Laai kapasitors
  • elektroplatering
  • Siklotrone
  • RF Induktiewe Verhitting
  • Skyfies maak
  • Elektriese sweiswerk
Elektrolise Voorbeelde
Elektrolise Voorbeelde

Wanneer ons ook al sulke gelaaide toestelle wil gebruik, omgekeerde chemiese reaksies vind plaas. Dit transformeer die chemiese potensiële energie wat binne die battery gestoor word in elektriese energie en ander kinetiese energievorme soos ligenergie of hitte-energie. 

Lees oor die voorbeelde van potensiële energie tot chemiese energie

Hoe om elektriese energie om te skakel na chemiese energie?

Die elektrisiteit word omgeskakel in chemikalieë binne die elektrolitiese sel wanneer chemiese reaksies plaasvind.

Die elektrolitiese sel beskik oor twee chemies ongelyke elektrodes. Wanneer elektriese energie aan die sel verskaf word, ontstaan ​​'n paar nie-spontane redoksreaksies by beide elektrodes, wat die verskafde elektriese energie omskep in chemiese energie.

Redoksreaksies
Hoe om elektriese energie om te skakel na chemiese energie
(Krediet: shuttertsock)

Die  elektrochemiese elektrolitiese elektrodes word deur spesifieke afstand geskei en in die elektrolitiese oplossing gedoop, wat optree as 'n oplosmiddel. Die elektrode binne 'n sel wat aan die eksterne battery se positiewe terminaal gekoppel is, word ' genoemanode', terwyl die elektrode wat aan die battery se negatiewe terminaal gekoppel is, genoem word 'katode".

Die positief gelaaide ione, soos katione, word na die negatiewe elektrode aangetrek. Die negatief gelaaide ione, soos anione, word na die positiewe elektrode aangetrek.

Gestel beide elektrodes word in NaCl-elektrolitiese oplossing gedompel en 'n eksterne kragbron gekoppel. 

Wanneer elektriese energie aan beide die elektrodes gelewer word, word bewegende vrye elektrone in die katode ingespuit. Ryk aan elektrone trek die katode die positiewe ione Na aan+ binne die elektrolitiese oplossing. Die chemiese reaksie tussen Na+ ione en vrye elektrone e- skep 'n nuwe chemiese verbinding Na, wat in die katode-elektrode neergelê word. 

Na+ + e-→ Na

Die halfselreaksie wat by die negatiewe katode plaasvind, is die "reduksie redoksreaksie” wat die elektriese energie (I) in chemiese potensiële energie omskep.

Terselfdertyd met die reduksiereaksie versadig die positiewe anode sy elektrone wat met die negatiewe ioon Cl binne die elektrolitiese oplossing reageer. Die chemiese reaksie oksideer die anode, wat aanleiding gee tot die vorming van chloor Cl2 gas. 

2 Cl- → Kl2 + 2e-

Die halfselreaksie wat by die positiewe anode plaasvind, is die "oksidasie redoksreaksie” wat die elektriese energie (I) in chemiese potensiële energie omskep. 

Na albei redoksreaksies, het ons gevind dat twee ione binne die elektrolitiese oplossing nuwe chemiese verbindings word. 

Daarom het ons verstaan ​​dat die elektrolise proses die chemiese energie geskep het deur ontbind beide elektrodes op die elektriese energie gaan. 

Die hoeveelheid chemiese stof wat tydens redoksreaksie gevorm word, word aangedui deur 'Faraday se wet van elektrolise", soos die gewig van die chemiese stof is direk eweredig aan die hoeveelheid elektriese energie wat deur die sel beweeg word.

Die anode word negatief tydens die ontladingsproses, en die katode word positief as gevolg van 'n omkeerbare chemiese reaksie om elektriese energie uit gestoorde potensiële energie te lewer. Die elektrolitiese sel word 'n 'galvaniese sel" aangesien dit nie die eksterne kragbron vereis om energiegesprekke te begin nie. 

Galvaniese sel vs. Elektrolitiese sel
Galvaniese sel vs. Elektrolitiese sel (Krediet: Shutter)

Lees meer oor elektrostatiese ladings


Manish Naik

Hallo, ek is Manish Naik het my MSc Fisika met Solid-State Electronics as spesialisasie voltooi. Ek het drie jaar ondervinding in die skryf van artikels oor fisika-vak. Skryfwerk, wat daarop gemik was om akkurate inligting aan alle lesers, van beginners en kundiges, te verskaf. In my vrye tyd spandeer ek graag my tyd in die natuur of om geskiedkundige plekke te besoek. Ek is geëerd om deel te wees van LambdaGeeks. Sien daarna uit om jou deur LinkedIn te verbind - https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/ Besoek ook my webwerf Wandering Maharashtra vir Maharashtra-reisgids en erfenisbewaringsartikels - https://wanderingmaharashtra.com /reis-blogs/

Onlangse plasings