Анатолий Алтухов

А нельзя ли карбонаты как-то восстановить до альдегидов или спиртов электролизом? КПД фотосинтеза 1%. КПД солнечных батарей 15-17%. КПД электролиза 50%. Общий КПД выйдет 8%. Повыше будет, чем 1% от биомассы.

В надувном бассейне после обработки воды перекисью стала на стенках плесень расти (или какие-то водоросли, но на вид как желтая плесень). Причем при добавлении новых порций перекиси еще сильнее росла, при этом стенки ПВХ бассейна окрашивала в розовый цвет в том месте, где со стенками контактировала.

А почему бы и нет. Тепловое излучение это тоже свет! Для инфракрасного излучения энергия приблизительно равна около 1 эВ. Этого вполне хватит на реакцию, для которой требуется меньше 0,5 В.

Нашел патент http://www.freepatentsonline.com/4853095.pdf где описывается синтез перманганата калия из диоксида марганца непосредственно электролизом в концентрированном щелочном растворе. Так что при зарядке батарейки вполне возможно образование перманганата.

Ну я не аннигиляцию в прямом смысле слова имел ввиду. А электронный и позитронный токи

Да, там где электроны встречаются с позитронами - рождается свет (светодиод), там где рождаются электроны и позитроны - свет поглощается (солнечная батарея).

Вот имеем реакцию: Mn(OH)3 + e- → Mn(OH)2 + OH- 1 MnO42- - e- → MnO4- 1 Mn(OH)3 + MnO42- → Mn(OH)2 + OH- + MnO4- Стандартная ЭДС реакции: ΔEo = -0.464 В Стандартное изменение энергии Гиббса: ΔGo = 44.77 кДж Реакция не может протекать самопроизвольно. Самопроизвольно она протекать не может, но если взять металлы, которые дадут контактную разность потенциалов более 0,464 В, то реакция должна протекать до тех пор пока весь манганат не окислится до перманганата. Причем реакция будет эндотермическая, электролит будет охлаждаться. А вот обратная реакция уже протекает самопроизвольно, причем восстанавливаются исходные продукты. MnO4- + e- → MnO42- 1 Mn(OH)2 + OH- - e- → Mn(OH)3 1 MnO4- + Mn(OH)2 + OH- → MnO42- + Mn(OH)3 Стандартная ЭДС реакции: ΔEo = 0.464 В Стандартное изменение энергии Гиббса: ΔGo = -44.77 кДж Реакция протекает самопроизвольно.

Согласен, про катионы это я оговорился. А я всегда считал, что в момент когда электроды батареи замкнуты по внешней цепи, то цинк становится анодом, а диоксид марганеца катодом, так как из-за контактной разности потенциалов цинк приобретает положительный заряд. Как тогда образуется гидроксид цинка, если у электрода не будет гидроксильных OH- ионов? Просто в батареях и аккумуляторах контактная разность потенциалов не достигает равновесия из-за протекающей химической реакции на электродах, отсюда и возникает ток. Аналогия в механике: имеем два сосуда с водой разного уровня (в одном выше, в другом ниже). Сообщаем их - уровни воды стремятся выровняться перетекая в сосуд с меньшим уровнем. Но имеем два насоса в каждом в сосуде с меньшим уровнем насос откачивает воду, а с большим закачивает - это аналоги химических реакций на электродах. В итоге имеем ЭДС гальванического элемента: контактная разность потенциалов + разность потенциалов окислительно- восстановительной реакции. Как правило реакции при работе электродов не обратимы и элемент со временем приходит в негодность при разряде. А что если представить, то что реакции на электродах обратимые и продукты реакции, которые образуются на одном электроде растворимые и могут попадать к другому электроду и путем обратной реакции восстанавливать исходные продукты. Понятно, что в таком случае ЭДС элемента будет Контактная разность потенциалов - разность потенциалов окислительно-восстановительной реакции. А сила тока лимитируется скоростью протекания обратной реакции.

Но весь ведь не сможет плавать, при какой-то концентрации он наверно станет выпадать в осадок. Вопрос вот еще в чем, может ли марганец в виде катионов манганатов попадать к цинковому аноду и восстанавливаться на нем до диоксида марганца, а затем при повторной зарядке диоксид марганца восстанавливаться до металлического марганца?

А как СО2 из воздуха собирать будете? Вымораживать? Щелочами адсорбировать? Я думаю проще биомассу получать (С4 фотосинтез и все такое) и потом уже что-то с ней делать, гидролиз, пиролиз и т.д.

Какие?

Платиновый электрод не будет растворяться, его поверхность будут окислять ионы золота Au3+, которые к нему диффундировали: Au3+ + Pt + 2H2O → Au+ + Pt(OH)2 + 2H+ А уже когда элемент будет работать как батарея, то реакции будут идти в обратном направлении раздельно на каждом электроде уже за счет контактной разности потенциалов, пока не окислятся ионы золота и не восстановится платина: На золоте: Au+ - 2e- → Au3+ На платине: Pt(OH)2 + 2H+ + 2e- → Pt + 2H2O

А подробнее? Или это обсуждалось где-то в другой теме?

смотрел. Меня больше заинтересовала батарея Василеску Карпена (Karpen Pile). Попробую аналогично по аналогичной схеме описать и её работу. Работа выхода электрона из золота 4,58 эВ. Работа выхода электрона из платины - 5,30 эВ. Итого имеем контактную разность потенциалов этих благородных металлов 5,30-4,58= 0,72 В. Так как у платины работа выхода больше, то электроны из золота она потянет на себя. А значит патина будет катодом, а золото анодом. Первая реакция в момент работы батареи (эндотермическая). Вторая в момент отдыха батареи (экзотермическая). Pt(OH)2 + 2H+ + 2e- → Pt + 2H2O 1 Au+ - 2e- → Au3+ 1 Pt(OH)2 + 2H+ + Au+ → Pt + 2H2O + Au3+ Стандартная ЭДС реакции: ΔEo = -0.421 В Стандартное изменение энергии Гиббса: ΔGo = 81.24 кДж Реакция не может протекать самопроизвольно. Au3+ + 2e- → Au+ 1 Pt + 2H2O - 2e- → Pt(OH)2 + 2H+ 1 Au3+ + Pt + 2H2O → Au+ + Pt(OH)2 + 2H+ Стандартная ЭДС реакции: ΔEo = 0.421 В Стандартное изменение энергии Гиббса: ΔGo = -81.24 кДж Реакция протекает самопроизвольно.

Тогда осмелюсь предположить, что работа батареи идет когда контакты замкнуты по такой химической реакции. Причем с поглощение тепла электролита. Mn(OH)3 + e- → Mn(OH)2 + OH- 1 MnO42- - e- → MnO4- 1 Mn(OH)3 + MnO42- → Mn(OH)2 + OH- + MnO4- Стандартная ЭДС реакции:ΔEo = -0.464 ВСтандартное изменение энергии Гиббса:ΔGo = 44.77 кДжРеакция не может протекать самопроизвольно. А когда контакты разомкнуты - перманганат восстанавливается на материале анода обратно до манганата. Реакция идет уже самопроизвольно с выделением тепла. MnO4- + e- → MnO42- 1 Mn(OH)2 + OH- - e- → Mn(OH)3 1 MnO4- + Mn(OH)2 + OH- → MnO42- + Mn(OH)3 Стандартная ЭДС реакции: ΔEo = 0.464 В Стандартное изменение энергии Гиббса: ΔGo = -44.77 кДж Реакция протекает самопроизвольно.

Прошу Вас присоединиться к обсуждению данной темы. Мне кажется я случайно наткнулся на несколько побочных реакций в щелочной батарейке, которая предварительно подвергалась зарядке. Детали вы поймете из описания сообщений.

Мнения разделились. Жаль, что корпус батарейки не прозрачен и нельзя увидеть цвет электролита. Хорошо, если убрать органику и диоксид марганца совсем. Берем цинковый электрод и железный, погружаем в щелочной раствор перманганата калия без соприкосновения их друг с другом. Какие реакции будут происходить?

Верно ли я понимаю, что для электролиза K2MnO4 достаточно всего 0,464 В? И на выходе получится K2MnO4? И что реакция эндотермическая и раствор будет охлаждаться? Возможно ли образование на цинке и нержавеющей стали в щелочных растворах оксидной пленки из MnO2? При контакте электродов из цинка и железа по внешней цепи вне раствора между ними возникает контактная разность потенциалов +0,75 В. По сути в растворе электроды образуют конденсатор, который должен зарядиться до этого напряжения. Но так как для протекания окислительно восстановительной реакции электролиза манганата до перманганата необходимо 0,464 В, то равновесия не наступает и элемент должен выдавать порядка 0,75-0,464= 0,286 В до момента окисления всего манганата до перманганата в области цинкового электрода. При прерывании контакта контактная разность потенциалов исчезает и перманганат диффундирует к стальному электроду где самопроизвольно восстанавливается опять до манганата окисляя Mn(OH)2 до Мn(OH)3. Реакция эта эндотермическая. Возможно ли это?

Этого напряжения вполне должно хватить, чтобы происходил электролиз манганата калия с образованием перманганата, так как напряжение прямой реакции восстановления перманганата до манганата ниже 0,75 В.

Контактная разность потенциалов цинкового катода и анода из нержавеющей стали будет равна 0.75 В

Предполагаю следующую цепочку реакций, которые могли произойти: При зарядке батарейки в щелочной среде, так как электролит - гидроксид калия KOH из диоксида марганца MnO2 на веществе анода образовался перманганат калия KMnO4 Анод: MnO2 + OH- +KOH = KMnO4 + H2 Катод: H2 + ZnO = Zn + H2O Далее перманганат калия диффундировал к цинковому электроду и вызвал его пассивацию восстановившись на нем до диоксида марганца и покрыл его этой оксидной пленкой: Zn + KMnO4 + OH- = ZnO+ MnO2 +KOH При этом пленка из диоксида марганца покрыла цинк и защитила его от дальнейшего окисления. Часть перманганата калия прореагировала с Mn2O3 из матерала анода восстановившись до манганата калия: Mn2O3 + 2KMnO4 = K2MnO4 + 3MnO2 При замыкании катода и анода: цинка на нержавеющую сталь между ними возникает контактная разность потенциалов, которая приводит к электролизу манганата калия до перманганата (реакция эндотермическая). K2MnO4 + 3MnO2 = Mn2O3 + 2KMnO4 При размыкании контактов - перманганат диффундирует к аноду и окисляет Mn2O3 до MnO2 восстанавливаясь до манганата (реакция экзотермическая): Mn2O3 + 2KMnO4 = K2MnO4 + 3MnO2 По итогу получаем напряжение от 0,45 до 0,18 В и ток от 15 до 0,5 мА по первой реакции. На батарея должна отдохнуть, чтобы успела пройти реакция восстановления перманганата до манганата. Мне напоминает аналог ячейки Василеску Карена Karpen pile.

Помогите разобраться в нескольких вопросах касательно химических процессов протекающих в казалось бы банальной щелочной цинковой батарейке. На аноде проходят реакции окисления цинка. Вначале образуется гидроксид цинка: Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e− Который затем разлагается на оксид цинка и воду. Zn(OH)2 → ZnO + H2O На катоде, в свою очередь, происходят реакции восстановления оксида марганца (IV) в оксид марганца (III): 2MnO2 + H2O + 2e− → Mn2O3 + 2OH− В целом, химические процессы внутри элемента при использовании KOH в качестве электролита можно описать следующим уравнением: Zn + 2KOH + 2MnO2 + 2e− → 2e− + ZnO + 2KOH + Mn2O3 Тут все понятно вроде. Заканчивается цинк и ЭДС будет 0. Но хоть на батарейке и пишут не заражать. Естественно попробовать зарядить хочется. Если заряжать недолго и не сильным током, то зарядка происходить и даже до какой-то емкости его можно использовать повторно. Тут тоже все ясно. Процессы идут в обратном направлении. Если бы не одно но, разрядить потом эту батарейку в ноль не получается. Даже будучи пролежавшей короткозамкнутой несколько дней, она все равно выдает напряжение 0,45 В. После короткого замыкания потенциал восстанавливается до 0,18-0,20 В. А через несколько часов до 0,45 В. При коротком замыкании - сила тока от 15 мА до 0,5 мА. При этом значения эти не меняются. А сила тока в момент замыкания не максимальна, а вначале увеличивается, а потом падает. Какие процессы могут идти в такой батарейке? Возможно ли при зарядке образование солей марганца в щелочной среде K2MnO4 и КMnO4?

А в википедии не смотрели? https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82 Первичные: марганцево-цинковый (есть щелочной, а есть солевой). Вторичные: Свинцовый аккумулятор (кислотный). Топливные элементы: Водородный, метанольный.

Мне кажется там спекается что-то подобное пъезоэлемента. А он в пульсирующем токе то сжимается то релаксирует поглощая тепло и преобразуя его в электричество. А в кислоту его погружают для увеличения теплопроводности и площади контакта. Да и у жидкости теплоемкость тоже больше.

Реакция взаимодействия оксида свинца(IV) и гидроксида натрия PbO2 + 2NaOH + 2H2O Na2[Pb(OH)6] Реакция взаимодействия оксида свинца(IV) и гидроксида натрия с образованием гексагидроксоплюмбата(IV) натрия. Гидроксид натрия - концентрированный раствор. Реакция протекает при кипении. Т.е. если не кипятить аккум и не концентрированный раствор щелочи, то эту побочную реакцию с комплексообразованием можно исключить?