Bilbatteriets (blyackumulatorns) uppbyggnad
Minuspol: Elektrod av bly, Pb(s).
Pluspol: Elektrod av bly(IV)oxid, PbO2(s).
Elektrolyt: Svavelsyra, H2SO4(aq).
När bilbatteriet laddas ur vandrar elektroner från minuspolen (blyelektroden) till pluspolen (bly(IV)oxid-elektroden). För detaljerad beskrivning, se texten.
Urladdning av bilbatteriet
Bly(IV)jonerna (Pb4+) i blyoxiden (PbO2) fungerar som oxidationsmedel. De tar upp 2e– och reduceras till bly(II)joner, Pb2+:
Pb4+ + 2e– → Pb2+
- På grund av sulfatjonerna, SO\(_4^{2-}\), i elektrolyten bildas svårlösligt blysulfat, PbSO4(s), vid pluspolen.
Elektronerna som tas upp av bly(IV)jonerna hämtas från minuspolen (blyelektroden), där blymetallen oxideras:
Pb(s) → Pb2+ + 2e–
- På grund av sulfatjonerna, SO\(_4^{2-}\), i elektrolyten bildas svårlösligt blysulfat, PbSO4(s), även vid minuspolen.
När bilbatteriet har laddats ur helt, har båda elektroderna omvandlats till fast blysulfat, PbSO4(s).
Elektrod- och cellreaktion
| (–)pol, ox.: | Pb(s) + SO\(_4^{2-}\)(aq) → PbSO4(s) + 2e– |
| (+)pol, red.: | PbO2(s) + 2e– + 2H2SO4(aq) → PbSO4(s) + 2H2O + SO\(_4^{2-}\)(aq) |
| Cellreaktion: | Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O |
Uppladdning av bilbatteriet
Man lägger på en spänning, som kör cellreaktionen baklänges:
2PbSO4(s) + 2H2O → Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq)
När bilbatteriet åter laddas upp trycks elektroner från pluspolen (blyoxidelektroden) över till minuspolen (blyelektroden). För detaljerad beskrivning, se texten.
Tack vare spänningen trycks elektroner ner i minuspolen. Då reduceras blyjonerna (Pb2+) i blysulfaten (PbSO4) åter till fast bly, Pb(s):
Pb2+ + 2e– → Pb
Elektronerna hämtas från blyfulfaten vid pluspolen. Då oxideras blyjonerna i blysulfaten åter till bly(IV)joner, Pb4+:
Pb2+ → Pb4+ + 2e–
Vid uppladdningen återbildas alltså fast bly, Pb(s), vid minuspolen och fast bly(IV)oxid, PbO2(s), vid pluspolen.
