أنواع البطاريات الكيميائية - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

البطاريات الأولية والثانوية تقسم البطاريات إلى نوعين اعتمادًا على عملياتها الكيميائية. وتصنف خلايا الخارصين، والكربون، والقلوية، والفضة على أنها بطاريات أولية. والبطاريات الأولية هي التي تنتج طاقة كهربائية من تفاعل الأكسدة والاختزال الذي لا يحدث بشكل عكسي بسهولة، وتصبح البطارية غير صالحة للاستعمال بعد انتهاء التفاعل. ويسمى النوع الآخر البطاريات الثانوية، وهي تعتمد على تفاعل الأكسدة والاختزال العكسي، لذا فإنه يمكن شحنها. فبطارية السيارة والحاسوب المحمول مثالان على هذا النوع من البطاريات التي تسمى في بعض الأحيان بطاريات تخزين. وعادة ما تكون بطاريات التخزين التي تستعمل في آلات الحلاقة وآلات التصوير الرقمية بطاريات نيكل - كادميوم قابلة للشحن، وتسمى في بعض الأحيان بطاريات NiCad، كما في الشكل ٤-١٠. وللحصول على الكفاءة القصوى للبطارية يصنع كل من الأنود والكاثود من أشرطة دقيقة طويلة من مواد مفصولة بطبقة يمكن للأيونات أن تمر من خلالها. وتلف الأشرطة في لفائف ضيقة وتعبأ داخل علبة فولاذية. ويتمثل تفاعل الأنود الذي يحدث عند استعمال البطارية لتوليد تيار كهربائي في أكسدة الكادميوم في وسط قاعدي: Cd(s) + 2OH⁻(aq) → Cd(OH)₂(s) + 2e⁻ أما تفاعل الكاثود فهو اختزال النيكل من حالة تأكسد +3 إلى +2. NiO(OH)(s) + H₂O(l) + e⁻ → Ni(OH)₂(s) + OH⁻(aq) وتحدث هذه التفاعلات بشكل عكسي عند شحن البطارية. بطاريات تخزين المركم الرصاصي الحمضية Lead-Acid Storage Battery هذا النوع من البطاريات شائع الاستخدام في السيارات. وتتكون معظم بطاريات السيارات من 6 خلايا تولد كل منها 2V ليصبح ناتجها الكلي 12V. ويتكون الأنود في كل خلية من شبكتين مساميتين أو أكثر من الرصاص. أما الكاثود فيتكون من شبكة واحدة من الرصاص المملوءة بأكسيد الرصاص IV. ويجب أن يسمى هذا النوع من البطاريات بطارية رصاص - أكسيد الرصاص IV، إلا أن بطاريات الرصاص الحمضية هو الاسم الأكثر شيوعًا لها؛ لأن المحلول الموصل في البطارية هو محلول حمض الكبريتيك، وهي بطارية غير جافة. وتمثل المعادلات الآتية تفاعل الأكسدة لنصف الخلية عند الأنود؛ حيث يتأكسد الرصاص من حالة تأكسد 0.0 إلى +2 في PbSO₄. Pb(s) + SO₄²⁻(aq) → PbSO₄(s) + 2e⁻ ويختزل الرصاص من حالة تأكسد +4 إلى +2 عند الكاثود، ويمثل تفاعل الاختزال لنصف الخلية عند الكاثود كما يلي: PbO₂(s) + 4H⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + 2e⁻ → PbSO₄(s) + 2H₂O(l) لذا فإن التفاعل الكلي هو: Pb(s) + PbO₂(s) + 4H⁺(aq) + 2SO₄²⁻(aq) → 2PbSO₄(s) + 2H₂O(l) وبالنظر إلى تفاعلات نصفي الخلية يمكنك ملاحظة أن كبريتات الرصاص II PbSO₄ وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل ٤-١٠ Description: A cutaway diagram illustrating the internal components of a rechargeable battery, likely a NiCad battery, with various parts labeled. Context: This diagram visually represents the structure of a NiCad battery, which is an example of a secondary (rechargeable) battery discussed in the text. It shows how such batteries are constructed to provide power for wireless devices and phones, and how they are recharged.