सेल या बैटरी , सेल या बैट्री के प्रकार , लेक्लांशे सेल या शुष्क सेल , मर्करी सेल , सीसा संचायक बैटरी Lead storage battery in hindi

सेल या बैटरी : हम विद्युत स्रोत के रूप में सेल या बैटरी का उपयोग करते है।  यह गैल्वेनिक सेल अथवा सांद्रता सेल होते है।

इनमे रेडोक्स अभिक्रिया होती है।

दो या दो से अधिक गैल्वेनिक सेलो को श्रेणीक्रम में जोड़कर बनाया गया , विद्युत स्रोत बैटरी कहलाता है।

एक उपयोगी बैटरी में निम्न गुण होने चाहिए –

(i) बैटरी हल्की व सुसम्बन्ध होनी चाहिए।

(ii) बैटरी ऐसी होनी चाहिए जो लम्बे समय तक स्थिर वोल्टता उत्पन्न करती हो।

सेल या बैट्री के प्रकार

इसके दो प्रकार है –

(A) प्राथमिक सेल

(B) द्वितीयक सेल

(i) लेक्लांशे सेल या शुष्क सेल :

एनोड – Zn का पात्र

कैथोड : ग्रेफाईट (C) की छड

विद्युत अपघट्य पदार्थ :  NH₄Cl + ZnCl₂ का पेस्ट

इस सेल में Zn का बेलनाकार पात्र होता है जो एनोड का कार्य करता है।  इस पात्र के बीचो बीच ग्रेफाईट की छड लगी होती है जो कैथोड का कार्य करती है।  इस छड के चारों ओर MnO₂ + C चूर्ण का मिश्रण भरा होता है तथा दोनों इलेक्ट्रोडो के मध्य स्थान में NH₄Cl + ZnCl₂ का पेस्ट भरा होता है।

इस सेल में एनोड व कैथोड पर होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ निम्न प्रकार है –

एनोड पर –

Zn → Zn²⁺ + 2e^– (ऑक्सीकरण)

कैथोड पर –

2MnO₂ + 2NH₄⁺ + 2e^– → 2MnO(OH) + 2NH₃ (अपचयन)

क\कुल सेल अभिक्रिया :

Zn + 2MnO₂ + 2NH₄⁺ → Zn²⁺ + 2MnO(OH) + 2NH₃ (रेडोक्स)

इस सेल में कैथोड पर Mn⁴⁺ इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके Mn³⁺ में अपचयित हो जाता है तथा एनोड पर जिंक धातु इलेक्ट्रोन त्यागकर Zn²⁺ में ऑक्सिकृत हो जाती है।  यह Zn²⁺ आयन इस सेल में बनी अमोनिया गैस से क्रिया करके [Zn(NH₃)₄]²⁺ संकुल बनाते है।

Zn²⁺ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₄]²⁺   टेट्रा एमिन जिंक (II) आयन

इस सेल का सेल विभव 1.2 से 1.5 वोल्ट तक होता है।

उपयोग : रेडियो व ट्रांजिस्टर में।

(ii) मर्करी सेल : इसे बटन सेल भी कहते है।

एनोड – Zn(Hg) जिंक अम्लगम।

कैथोड – HgO + C का पेस्ट

विद्युत अपघट्य पदार्थ – ZnO + KOH का मिश्रण।

इस सेल में एनोड व कैथोड पर होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ निम्न प्रकार है –

एनोड पर –

Zn(Hg) + 2OH → ZnO + H₂O + 2e^– (ऑक्सीकरण)

कैथोड पर –

HgO + H₂O + 2e^– → Hg + 2OH^–  (अपचयन)

कुल सेल अभिक्रिया : Zn(Hg) + HgO → ZnO + Hg (रेडोक्स अभिक्रिया)

इस सेल का सेल विभव 1.35 वोल्ट होता है।  सेल की सम्पूर्ण कार्य अवधि में इसका मान स्थिर रहता है क्योंकि सेल अभिक्रिया में कोई ऐसा आयन उत्पन्न नहीं होता है जिसकी सांद्रता परिवर्तन से सेल की कार्य अवधि पर प्रभाव पड़ता है।

(iii) सीसा संचायक बैटरी (Lead storage battery) : यह सर्वाधिक उपयोग में आने वाली बैटरी है।  इस बैट्री  को , अनेक वोल्टिक सेलो को श्रेणी क्रम में जोड़कर बनाया जाता है।  तीन से छ: वोल्टिक सेलो को श्रेणीक्रम में जोड़ने पर बनी बैट्री से इससे लगभग 6 से 12 वोल्ट तक की विद्युत ऊर्जा उत्पन्न की जा सकती है।

एनोड : स्पंजी Pb

कैथोड : PbO₂

विद्युत अपघट्य पदार्थ : 38% H₂SO₄ विलयन

बनावट : इस बैटरी में Pb-Sb ग्रिड उपस्थित होती होती है जिस ग्रिड में स्पंजी लेड भरा होता है , वह एनोड का कार्य करती है तथा जिस ग्रिड में PbO₂ भरा होता है , वह कैथोड का कार्य करती है तथा यह ग्रिड 38% H₂SO₄ विलयन में डूबी होती है।  इस विलयन का घनत्व 1.3 gm/ml होता है।

इस बैट्री में होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ निम्न प्रकार है –

डिस्चार्ज के समय होने वाली रासायनिक अभिक्रिया –

एनोड पर : Pb + SO₄^2- → PbSO₄ + 2e^–

कैथोड पर : PbO₂ + SO₄^2- → 4H⁺ + 2e^– → PbSO₄ + 2H₂O

कुल अभिक्रिया : Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O

डिस्चार्ज के समय इस बैटरी के एनोड पर Pb ऑक्सीकृत होकर PbSO₄ बनाता है कैथोड पर PbO₂ अपचयित होकर PbSO₄ बनाता है अर्थात दोनों इलेक्ट्रोडो पर PbSO₄ बनता है तथा  H₂SO₄ विलयन का घनत्व कम हो जाता है।  इस स्थिति में बैटरी कार्य करना बंद कर देता है अत: इसे पुनः चार्ज करने की आवश्यकता होती है।

चार्जिंग के समय होने वाली रासायनिक अभिक्रिया :-

2PbSO₄ + 2H₂O ⇌ Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄

चार्जिंग के समय बैटरी में बना PbSO₄ पुनः आवेशित होकर एनोड पर Pb तथा कैथोड पर PbO₂ का निर्माण करता है और H₂SO₄ विलयन का घनत्व बढ़ जाता है।  इस स्थिति में बैटरी को पुनः काम में ले सकते है।  चार्जिंग के समय यह बैटरी विद्युत अपघटनी सेल की भाँती कार्य करती है।

इस बैट्री की सबसे बड़ी कमी यह है कि चार्जिंग के समय जो PbSO₄ आवेशित नहीं हो पाता वो इसके पात्र में नीचे जम जाता है।  इसे स्लेटीकरण कहते है।

इस कारण यह बैटरी धीरे धीरे काम करना बंद कर देती है।

उपयोग : ऑटोमोबाइल में व टॉर्च में।