Utilizzo e Importanza<\/h2>\n
Le batterie alcaline primarie sono prodotti di largo consumo, indispensabili per il funzionamento di numerosi dispositivi portatili come utensili elettrici, radio, giocattoli e telecomandi. Il formato pi\u00f9 comune \u00e8 la ben nota batteria AA. Queste batterie trovano impiego prevalente in dispositivi portatili con basso consumo di corrente, usati sporadicamente o in luoghi lontani da fonti di energia alternativa, ad esempio in circuiti di allarme e comunicazione dove l’energia elettrica \u00e8 disponibile solo a intervalli.<\/p>\n
La Chimica delle Batterie Alcaline<\/h2>\n
In termini semplici, ogni batteria \u00e8 progettata per mantenere separati catodo e anodo, prevenendo cos\u00ec una reazione spontanea. Gli elettroni immagazzinati fluiscono solo quando il circuito si chiude, ovvero quando la batteria viene inserita in un dispositivo e questo viene acceso. In questo momento, la maggiore attrazione degli elettroni da parte del catodo (ad esempio, MnO2<\/sub> nelle batterie alcaline) li attira dall’anodo (ad esempio, zinco) attraverso il filo del circuito fino all’elettrodo del catodo. Questo flusso di elettroni \u00e8 ci\u00f2 che definiamo elettricit\u00e0.<\/p>\n Le batterie convertono l’energia chimica direttamente in energia elettrica. L’energia chimica pu\u00f2 essere immagazzinata, per esempio, in metalli ad alta energia come Zn o Li, i quali, a differenza dei metalli di transizione, non sono stabilizzati da legami con elettroni d. Nonostante la variet\u00e0 di tipi di batterie con diverse combinazioni di materiali, tutte seguono il principio della reazione di ossidoriduzione. In una cella elettrochimica, le reazioni redox spontanee avvengono in due elettrodi separati da un elettrolita, che \u00e8 una sostanza conduttrice ionica ed elettricamente isolante.<\/p>\n La reazione redox \u00e8 un processo chimico che produce un cambiamento negli stati di ossidazione degli atomi coinvolti. Gli elettroni vengono trasferiti da un elemento all’altro. Di conseguenza, l’elemento donatore, l’anodo, si ossida (perde elettroni) e l’elemento ricevente, il catodo, si riduce (guadagna elettroni). Nelle batterie alcaline, l’elettrodo negativo \u00e8 lo zinco e quello positivo \u00e8 il biossido di manganese ad alta densit\u00e0 (MnO2<\/sub>). L’elettrolita alcalino di idrossido di potassio, KOH, non viene consumato durante la reazione. Solo lo zinco e il MnO2<\/sub> vengono consumati durante lo scarico. L’elettrolita alcalino di idrossido di potassio rimane, in quanto vi sono uguali quantit\u00e0 di OH\u2212<\/sup> consumate e prodotte. Le semireazioni sono:<\/p>\n Zn(s) + 2OH\u2212<\/sup>(aq) \u2192 ZnO(s) + H2<\/sub>O(l) + 2e\u2212<\/sup> [Eossidazione<\/sub>\u00b0<\/sup> = +1.28 V] Reazione complessiva: Nel mondo reale, gli elettroni generati durante la reazione vengono utilizzati per alimentare i dispositivi quando il circuito si chiude.<\/p>\nIl Principio di Funzionamento<\/h2>\n
Reazioni Chimiche nelle Batterie Alcaline<\/h2>\n
\n2MnO2<\/sub>(s) + H2<\/sub>O(l) + 2e\u2212<\/sup> \u2192 Mn2<\/sub>O3<\/sub>(s) + 2OH\u2212<\/sup>(aq) [Eriduzione<\/sub>\u00b0<\/sup> = +0.15 V]<\/p>\n
\nZn(s) + 2MnO2<\/sub>(s) \u21cc ZnO(s) + Mn2<\/sub>O3<\/sub>(s) [e\u00b0<\/sup> = +1.43 V]<\/p>\nApplicazione Pratica<\/h2>\n
![\"Chemistry](\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/alkaline-battery-principle-of-operation.png\")
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