Небезпечна батарейка
Що таке батарейка? Щодня ми користуємося різними електронними приладами, які працюють на основі батарейок. Проте, ми напевно ніколи не задумувалася що таке батарейки і яку функцію вони виконують у електроприладах, без яких ми не можемо уявити свого життя. Ну що ж, розглянемо це питання з точки зору науки. Батарейка гальванічний елемент, в якому використовується різниця електродних потенціалів двох металів, занурених у електроліт.
Сольові батарейки Лужні батарейки або алкалінові батарейки Ртутно-цинкові батарейки Ртутно-кадмієві батареї Срібно-цинкові батарейки Мідно-цинкові батарейки Повітряно-цинкові батарейки Літієві батарейки з твердими катодами і апротонних електролітом Літієві батарейки з рідким або розчиненим окислювачем Йодо-літієві батарейки з твердим електролітом Класифікація Батарейок:
Принцип дії батарейок Найпростішим гальванічним елементом є елемент Вольта, в якому використовуються цинковий і мідний електроди, занурені в розчин сірчаної кислоти. Кожен із електродів зокрема разом із електролітом, в який він занурений, утворює напівелемент. На поверхні кожного з металів, занурених в електроліт, виникає подвійний електричний шар внаслідок переходу частини атомів металу в розчин у вигляді йонів. Як наслідок, кожен із металів отримує електричний заряд. Якщо з'єднати електроди провідником, то заряд стікатиме від електрода з більшим потенціалом, до електрода з меншим потенціалом, утворюючи електричний струм. При цьому потенціали електродів вирівнюватимуться, що призведе до порушення рівноваги між електродом і електролітом. Це, в свою чергу, викликає перехід нових атомів із електроду в електроліт. В результаті в замкненому колі підтримується електричний струм, який супроводжується розчиненням електродів. У дещо складнішому але досконалішому гальванічному елементі кожен із металів перебуває в окремому електроліті. Електроліти з'єднані між собою соляним мостом.
У лужній батарейці, анод зроблений з цинкового порошку, що дає більшу поверхню для збільшення потоку електронів, катод в свою чергу складається з діоксиду марганцю. На відміну від цинко- вугільних батарейок електролітом є гідроксид калію (у цинково-вугільних хлорид амонію або хлорид цинку).гідроксид каліюцинково-вугільниххлорид амоніюхлорид цинку Напів-реакції що здійснюються в в лужній батарейці:[2][2] Zn (s) + 2OH (aq) ZnO (s) + H2O (l) + 2e 2MnO2 (s) + H2O (l) + 2e Mn2O3 (s) + 2OH (aq)
Небезпека використаних батарейок Проблема з використаними батарейками, перегорілими люмінесцентними лампами стає все більше актуальною. Як правило, ми викидаємо їх на смітники, а що буде далі не хвилює. А між тим, це бомба сповільненої дії, адже одна пальчикова батарейка забруднює шкідливими металами 400 літрів води або 20 квадратних метрів грунту…
Екологічна Небезпека Батарейки залежно від їхнього типу містять важкі метали та небезпечні елементи (цинк, марганець, кадмій, нікель,свинець, кислоти, луги). Викинувши всього дві старенькі батарейки з ліхтарика, ви зіпсуєте дві ванни, 8 відер і півтора чайника чистої води.
Використані елементи живлення містять ртуть, кадмій, свинець, олово, нікель, цинк, магній та інші хімічні елементи і сполуки Свинець. При хронічному отруєнні свинцем спостерігається загальна слабкість, біль у животі, анемія, порушення функціонування нирок. Встановлено, що хронічна інтоксикація настає при вживанні 1-8 мг свинцю на добу. Свинець, подібно до ртуті, має кумулятивні властивості. Поглинутий свинець накопичується в кістках у вигляді нерозчинних трьохосновних фосфатів і не спричинює отруйної дії. Проте під впливом певних умов запаси його в кістках стають мобільними, він переходить у кров і може викликати отруєння навіть у загостреній формі. До факторів, що сприяють його мобілізації, належать підвищена кислотність, дефіцит кальцію в їжі, зловживання спиртними напоями. Потужним джерелом потрапляння свинцю в організм людини є питна вода. Доведено, що підвищений вміст свинцю у воді обумовлює, як правило, збільшення його концентрації в крові. Потужним джерелом потрапляння свинцю в організм людини є питна вода. Доведено, що підвищений вміст свинцю у воді обумовлює, як правило, збільшення його концентрації в крові. Кадмій. Солі кадмію характеризуються мутагенними та канцерогенними властивостями і становлять потенційну генетичну небезпеку. Кадмій блокує роботу ряду важливих для життєдіяльності організму ферментів. Крім того, він вражає печінку, нирки, підшлункову залозу, здатен викликати емфізему, рак легенів. Шкідливість кадмію підсилюється його кумулятивністю. З огляду на це навіть за потрапляння в організм незначної кількості цього елементу його вміст у нирках або печінці може через деякий час досягнути небезпечної концентрації. Хром. Хронічне отруєння хромом супроводжується головним болем, схудненням, враженням нирок. Організм набуває схильності до запальних процесів (катаральне запалення легенів). Нікель. Цей елемент в організмі накопичується в печінці, підшлунковій, щитовидній залозах та інших тканинах. При інтоксикації нікелем характерне виникнення алергій, дерматитів, бронхіальної астми, ринітів. Тривалий контакт з нікелем підвищує ризик розвитку новоутворень.
Ртуть. Ртуть характеризується спорідненістю до SH-груп. Із цим пов'язана її небезпека для організму. При ртутній інтоксикації блокується синтез білка. Ртуть накопичується в нирках, достатньо велика її кількість проникає до головного мозку та інших тканин, що збагачені ліпідами. Кальцій. При регулярному вживанні більш ніж 2,5 г кальцію на добу починає проявлятися його негативна дія (стенокардія, нефрокальциноз, підвищення зсідання крові та ін.). Калій. Добова потреба у калії - 2 г. Токсична доза - 6 г. Основні прояви організму, спричинені надлишком калію: аритмія, нейроциркуляторна дистонія, схильність до розвитку цукрового діабету та ін. Бром. При хронічному отруєнні бромом розвиваються неврологічний синдром, бромодерма. Бром, заміщаючи йод у процесі синтезу гормонів щитовидною залозою, може стати причиною відносного гіпотеріозу. Рубідій. Основні прояви надлишку рубідію в організмі: хронічне запалення верхніх дихальних шляхів, аритмія, протеїнурія та ін. Стронцій. За механізмами всмоктування, розміщення та виведення цей елемент подібний до кальцію. Тому він здатний заміщати кальцій у кістках, хрящовій тканині, призводячи до розвитку остео
Ртутно-кадмієві батареї - ртутно-кадмієві джерела струму Анодом служить порошкоподібний кадмій, катодом - оксид ртуті, електролітом - розчин КОН Ртутно-цинкові батарейки - ртутно-цинкові джерела струму Анодом є порошкоподібний цинк, катодом - оксид ртуті, електролітом - розчин КОН До недоліків відносяться погані характеристики при знижених температурах, висока вартість і, найголовніше, висока токсичність ртуті
Лише грам ртуті, який потрапив у довкілля, здатний призвести до забруднення понад 3,3 мільйона кубометрів повітря, а одній (!) пальчиковій батарейці «під силу» забруднити близько 20 квадратних метрів ґрунту.
Срібно-цинкові батарейки - Срібно- цинкові первинні джерела струму Як анода застосовується порошкоподібний цинк, катода - оксиди срібла, електроліту - розчин КОН або NaОН (загущені або матричні)
Як відомо, у масштабах України до атмосфери та ґрунтових вод за рік потрапляє понад 40 кілограмів ртуті, 160 кілограмів кадмію, 400 тонн кольорових металів, 260 тонн марганцевих сполук, 250 тонн хлоридів натрію, а також інших хімічних сполук. За твердженням спеціалістів, в агресивному і хімічно-насиченому середовищі, яким є полігони твердих побутових відходів, ці сполуки можуть вступати в різноманітні неконтрольовані реакції з не прогнозованим виходом небезпечних активних хімічних речовин. Тому такою важливою темою є збирання й утилізація ртутовмісних ламп і відпрацьованих хімічних джерел струму