В каких батарейках содержится ртуть
Батарейки, выполненные с применением ртути, не получили широкого распространения из-за токсичности и высокой цены. Будет совсем не айс если они потекут и причинят вред здоровью человека. Но тем не менее несколькими годами ранее данные элементы питания выпускались и их можно было перезаряжать много кратно. Правда при этом процессе теряется емкость по причине стекания и скопления ртути в батарейке.
Чтобы подобного не происходило ученые советуют добавлять гидроксид магния в анод и досыпать порошок серебра до 9% в катод. Так же выполнять замену графита карбином.
Главной особенностью ртутных элементов питания является то что они могут работать в очень неблагоприятных погодных условиях. Кроме этого они обладают длительным сроком службы.
Ртутные батарейки и их характеристики
Анод выполнен из цинка. Катод сделан из оксида ртути. Диафрагма и сепараторы тщательно разделяют электроды. Диафрагма пропитывается 40% раствором гидроксида калия. В роли электролита применяется щелочь.
Он может служить как АКБ, но при цикличном использование его емкость быстро уменьшается.
Основные плюсы ртутных батареек:
- Хранить можно до 10 лет.
- Выдают стабильное напряжение.
- Работают в любых температурных условиях.
- Обладают высокой энергетической емкостью.
Минусы:
- Большая стоимость.
- Разгерметизация может навредить здоровью человека.
- Нужно организовывать сбор и утилизацию.
Где используются ртутные батарейки?
На данный момент практически уже нигде. Но раньше они применялись повсеместно в таких отраслях как:
- Медицина.
- Армия.
- Промышленность.
- Радио электроника.
Марки:
- KODAK KX-625
- VARTA V625PX
- РЦ 53
Могут спокойно работать при температуре от -12 до +80 градусов Цельсия. Обладают низким внутренним сопротивлением.
Ртутный аккумулятор своими руками
Если вы не обладаете определенными навыками работы с химическими веществами, мы не рекомендуем повторять вам то что описано ниже.
Первым делом отыщите простую пробирку. Такие обычно используют учителя химии. Дальше возьмите тонкую трубочку, выполненную из стекла. В данную трубку поместите железный провод. Это нужно сделать таким образом, чтобы он торчал из трубочки на 1,5 – 2 миллиметра. Данное место нужно изолировать воском или другим подобным материалом.
Для изготовления ртутной батарейки кроме выше описанного инвентаря потребуется 50 мл 25% аккумуляторной H2SO4. В ней нужно растворить Цинк. Zn требуется растворить до конца. Дальше нужно влить дополнительные 50 мл кислоты. После этого в пробирку наливаем небольшое количество ртути и загружаем в нее стеклянную трубку с изолированным концом.
Пластину, сделанную из свинца толщиной 1 мм, поместите так чтобы свенец не касался ртути. Дальше выполните вливание в пробирку приготовленной серной кислоты. Ну вот и все! АКБ полностью готов! Металлический провод будет являться минусовым полюсом, а свинцовый конец плюсом. Теперь заткните пробирку пробкой.
Чтобы получить больше энергии можно создать несколько ртутных аккумуляторов и соединить их последовательно. 1 пробирка обладает током около 2-х ампер, а ее напряжение составляет порядка 2 вольт. Данная аккумуляторная батарея, выполненная из ртути, является надежной, и она не боится зарядки большим напряжением.
Фото ртутных батареек
Ртутная батарейка способна генерировать стабильный ток и напряжение. До самого конца они держат эти параметры на высоких уровнях. Затем быстро разряжаются. Происходит плавный разряд.
Так как ртутные элементы питания имели высокую емкость в 1980 году их очень активно использовали везде где только можно. Список устройств где их применяли:
- Часы.
- Кардиостимуляторы.
- Слуховые аппараты.
- Приборы ночного видения.
- Фотоэкспонометры.
- Фотоаппараты.
- Космических аппаратах.
- Радио аппаратуре.
Через некоторое время все пришли к выводу что стоит сократить их производство из-за высокой стоимости и токсичности. В 1982 году создавалось ртутных батареек до 1 500 000 в год по всему миру.
Batareykaa.ru
Оценка статьи:
(Пока оценок нет)
Загрузка…
Источник
Мы живем в мире, немыслимом без батареек, они прочно вошли в наш быт. Еще несколько десятилетий назад батарейки намного реже использовались в повседневной жизни, что было связано с их достаточно высокой стоимостью, обусловленной сложностью производства и просто малым потребительским спросом. В последние годы не только значительно удешевился процесс промышленного изготовления автономных источников питания, но и повысилась их востребованность. Бытовая электроника стала широкодоступна, многие устройства (телевизоры, кондиционеры, аудиоцентры) оснащены пультами дистанционного управления, для функционирования которых необходимы батарейки. Огромная армия детских электронных игрушек также требует использования автономных источников питания. Появилось множество портативных бытовых приборов (наручные часы, плееры, зубные щетки), для работы которых также нужны батарейки.
Раньше использованные батарейки без долгих раздумий выбрасывались вместе с бытовым мусором, и, так как объём данного класса отходов был достаточно мал, это не представляло острой проблемы.
Не задумываясь, или имея недостаточно информации об опасности, которую представляет отслужившая свой срок батарейка, многие до сих пор отправляют ее в обычное мусорное ведро, в результате, только на свалках Москвы за год скапливается более 15 миллионов батареек.
По статистике, московская семья ежегодно выбрасывает до 500 грамм использованных элементов питания. Суммарно в столице набирается 2-3 тысячи тонн выброшенных батареек в год. В США американцы ежегодно покупают почти три миллиарда различных батареек, и около 180 тысяч тонн этих батареек в итоге попадают на свалки по всей стране.
Подсчитано, что в среднем батарейки составляют около 0,25% от объёма всего собираемого в мегаполисах мусора.
Что мы называем батарейкой?
Батарейка – это гальванический элемент или аккумулятор, предназначенный для автономного(независимого) питания различных устройств. Батарейка, по сути – источник тока. Внутри герметичной оболочки располагается схема, состоящая из анода и катода, погруженных в электролит. При погружении, между анодом и катодом (полюсами), в результате химических реакций между тяжелыми металлами (ртуть, магний, марганец, кадмий, никель, свинец) и щелочами возникает разность потенциалов — напряжение.
Первые шаги к появлению батарейки были сделаны в 1791 году, когда Луиджи Гальвани в своем «Трактате о силах электричества при мышечном движении» описал свое открытие электрохимической цепи, случайно построенной им при изучении свойств препарированных лапок лягушек. Значительно позже, на основе его наблюдений Гастон Планте создал элемент питания, который являлся, по сути, первым аккумулятором, в котором использовалась свинцовая пластина, погружённая в слабый раствор серной кислоты.
Какие бывают батарейки?
- угольно-цинковые
Это самые распространённые батарейки, которые используются, прежде всего, в различных бытовых устройствах (пульты дистанционного управления, детские игрушки, и многие другие).
- щелочные, или алкалиновые, щелочно-марганцевые.
Срок службы таких батареек более продолжительный, чаще они используются для фотоаппаратов.
- литиевые
Используются для мобильных телефонов.
Батарейки могут быть одноразовыми и многоразовыми (аккумуляторные батареи).
Современные батарейки лёгкие по весу, хорошо работают при высоких и низких температурах и являются автономным источником постоянного электрического тока.
Какие батарейки наиболее опасны – одноразовые или аккумуляторные?
В быту активно используются как одноразовые, так и аккумуляторные батарейки.
Аккумуляторы чаще находят применение в мобильных устройствах, ноутбуках, компьютерах, цифровых видеокамерах, фотоаппаратах. Именно в аккумуляторных (перезаряжаемых) батарейках содержатся опасные для окружающей среды соединения никеля и кадмия, гидрид никеля и литий.
Одноразовые батарейки используются в многочисленных детских игрушках, калькуляторах, пультах, фонариках они не содержат тяжелых металлов ртути и кадмия, в них присутствуют цинк и марганец, не оказывающие таких катастрофических влияний на организм и окружающую среду.
Можно сказать, что одноразовые батарейки менее вредны сточки зрения их потенциального загрязняющего влияния, однако, частота использования, и объем образующихся отходов гораздо выше. К тому же, будучи выброшенными не полностью разряженными, именно они становятся причиной пожаров на свалках.
В чем же проблема?
Батарейка, даже отслужившая свой срок, не представляет опасности, при условии, что ее корпус не поврежден, и она хранится при комнатной температуре и минимальной влажности. Попадая же вместе с бытовыми отходами на свалку, и подвергаясь воздействию разнообразных атмосферных факторов, батарейка начинает ржаветь и разрушаться под воздействием коррозии. Ее корпус теряет герметичность, содержимое получает доступ во во внешнюю среду, отравляя ее, и ее обитателей.
Что происходит с батарейкой на свалке?
Щелочь и тяжелые металлы из разрушившейся батарейки представляют опасность для окружающей среды. Поступая вначале в почву, токсичные вещества достигают грунтовых вод, откуда попадают в водоемы, в том числе и те, из которых ведется забор водопроводной воды. Химическому загрязнению подвергаются земли и произрастающие на них растения, в том числе и многочисленные пищевые культуры; мясо и молоко сельскохозяйственных животных, пасущихся на зараженных пастбищах, тоже становятся опасным. Опасна не только пассивная коррозия, в результате которой батарейки загрязняют почву и воду; нередко свалки подвергаются
самовозгоранию, и находящиеся в мусоре батарейки, нагреваясь, выделяют в атмосферу диоксины, заражая еще и воздух. Диоксины в десятки тысяч раз ядовитее цианида и являются причиной раковых заболеваний и заболеваний репродуктивной системы.
В чем опасность содержимого батарейки?
Наибольшую опасность представляют содержащиеся в батарейках тяжелые металлы, прежде всего ртуть.
Ртуть – сильнейший яд, относящийся к первому классу опасности. Накапливаясь в тканях всех органов, вызывает нервные расстройства и расстройства двигательного аппарата, заболевания дыхательной системы, ухудшает зрение и слух, приводит к повреждению головного мозга и нервной системы в целом, разрушительно действует на почки и печень. Особо опасна для детей. Справедливости ради надо заметить, что технология производства современных батареек не подразумевает использования ртути, однако, она массово использовалась до 2001 года.
Не меньшую угрозу представляют и другие тяжёлые металлы: кадмий, свинец.
Свинец – накапливается в почках и вызывает сильнейшие расстройства нервной системы и заболевания мозга.
Кадмий – накапливается в почках, печени, костях и щитовидной железе. Приводит к возникновению раковых заболеваний. В настоящее время во всем мире постепенно идёт замена еще достаточно распространённых и никель-кадмиевых аккумуляторов на более продвинутые и безопасные с экологической точки зрения никель-металл-гидридные и литий-ионные. В них больше электрическая ёмкость и количество циклов зарядки-разрядки. Но и они рано или поздно выходят их строя и требуют утилизации.
Токсичное воздействие тяжелых металлов на организм не проявляется одномоментно, полученные с водой и пищей микродозы отравляющего вещества накапливаются в организме на протяжении многих лет, оказывая разрушающее влияние.
Что можно сделать для предотвращения опасности?
Уменьшить частоту использования батареек, отдавая предпочтение приборам, не требующим их применения;
Использовать аккумуляторы, вместо одноразовых батареек. В долговременной перспективе очевидны как экономические, так и экологические выгоды: аккумуляторы выдерживают могут перезаряжаться более тысячи раз, и служат многие годы;
Покупать батарейки с маркировкой «без ртути»;
- Не выбрасывать использованные батарейки и аккумуляторы вместе с другим мусором. На корпусе каждой батарейки производитель размещает специальный знак (изображение перечеркнутого мусорного ведра), указывающий на недопустимость утилизации совместно с бытовым мусором.
Так куда же выбросить батарейку?
В последние 5-10 лет в крупных городах найти пункт приема отслуживших свой срок элементов питания не представляет проблемы. Контейнеры для сбора батареек установлены во многих торговых центрах, магазинах электроники и бытовой техники. Многочисленные волонтерские организации организуют передвижные пункты сбора.
Собранные батарейки отправляют на специальные предприятия по их переработке. В России промышленная переработка находится на этапе становления, активно функционирует только одна линия по утилизации батареек, расположенная в Челябинске. Часть собранных элементов питания отправляется на предприятия, расположенные в Европе. Сейчас, с набирающим силу распространением этичного, осознанного отношения к потреблению мы просто не можем закрывать глаза на проблему утилизации батареек.
Помните, что сохранение здоровья планеты и последующих поколений – это ответственность каждого из нас.
Не игнорируйте важность правильной утилизации батареек, принимайте личное участие в сохранении окружающего мира и собственного здоровья.
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 декабря 2015; проверки требуют 15 правок.
Ртутно-цинковый элемент РЦ-53М (1989 год).
Рту́тно-ци́нковый элеме́нт («тип РЦ») — гальванический элемент в котором анодом является цинк, катодом — оксид ртути, электролит — 45 % раствор гидроксида калия на адсорбенте.
Достоинства: постоянство напряжения и высокая энергоёмкость и энергоплотность.
Недостатки: высокая цена, токсичность ртути при нарушении герметичности.
История изобретения ртутно-цинкового элемента[править | править код]
Параметры[править | править код]
- Теоретическая энергоёмкость: 228,72 Вт·ч/кг.
- Удельная энергоёмкость: до 135 Вт·ч/кг.
- Удельная энергоплотность: 550—750 Вт·ч/дм³.
- ЭДС: 1,36 В.
- Рабочая температура: −12…+80 С°.
Отличается невысоким внутренним сопротивлением, стабильным напряжением, высокой энергоёмкостью и энергоплотностью.
Химические процессы[править | править код]
Устройство[править | править код]
Схема поперечного сечения
Применение[править | править код]
Ввиду большой энергоплотности ртутно-цинковые элементы к 1980-м годам нашли относительно широкое применение как источники питания в электронных часах, кардиостимуляторах, слуховых аппаратах, фотоэкспонометрах, фотоаппаратах, военных приборах ночного видения, переносной радиоаппаратуре военного назначения, в космических аппаратах. Распространены ограничено ввиду токсичности ртути и высокой стоимости, в то же время объём выпуска ртутно-цинковых батарей и элементов в 1982 составил порядка одного-полутора миллионов в год во всем мире.
Отдельно следует указать на то обстоятельство, что ртутно-цинковый элемент обратим, то есть способен работать как аккумулятор. Однако при циклировании (заряд-разряд) наблюдается деградация элемента и уменьшение его ёмкости. Это связано в основном со стеканием и слипанием ртути в крупные капли при разряде и с ростом дендритов цинка при заряде. Для уменьшения этих явлений предложено вводить в цинковый электрод гидроксид магния, а в окисно-ртутный электрод вводить тонкий порошок серебра (до 9 %) и частично заменять графит карбином.
В XXI веке производство и эксплуатация ртутных элементов в большинстве стран мира запрещена. Ртутно-цинковые элементы полностью вытеснены более безопасными, так как проблема их раздельного сбора и особенно безопасной утилизации достаточно сложна.
РЦ-53 и РЦ-55[править | править код]
В СССР для фотокиноаппаратуры выпускались дисковые ртутно-цинковые элементы РЦ-53 и РЦ-55. До сих пор выпускаются елецким АО “Энергия”
Название элемента | диаметр мм | высота мм | напряжение вольт | Ёмкость А*час | Применение |
---|---|---|---|---|---|
РЦ-53 РЦ-53М | 15,6 | 6,3 | 1,25 | 0,25 0,32 | фотоаппараты, фотоэкспонометры, слуховые аппараты |
РЦ-55 | 15,6 | 12,5 | 1,36 | 0,5 | кинокамеры «Красногорск» |
Д-0,06 | 15,6 | 6,4 | 1,25 | 0,06 | никель-кадмиевый аккумулятор замена элементу РЦ-53 |
РХ-625 | 15,6 | 6,6 | 1,52 | 0,11 | современная замена элементу РЦ-53 Варианты: GP LR9 PX625A Duracell PX625 Panasonic MR9 Kodak KX625 UCAR EPX625 Berec PX625 Ray-O-Vac RPX625 |
Диоксисульфатно-ртутный элемент[править | править код]
В состав катода может добавляться сульфат ртути, такой элемент называют диоксисульфатно-ртутным.
Литература[править | править код]
- Кромптон Т. Р. Первичные источники тока / Пер. с англ. под редакцией к. х. н. Ю. А. Мазитова. — М.: Мир, 1986. — 328 с.
- Электрические и электронные устройства для фотографии / Федотов Г. А. — М.: Ленинград, Энергоатомиздат, 1984.
- ГОСТ 15596-82 Источники тока химические. Термины и определения.
Источник
Кадмий относится к группе редких рассеянных элементов. Его содержание в земной коре весьма мало. Самостоятельно в природе не существует, добывается из цинковых руд.
Если из этого вещества изготовить тонкую палочку и гнуть ее, будет слышен слабый треск, который возникает от того, что друг на друга воздействуют микрокристаллы, из которых состоит кадмий.
Популярен у художников
В XIX в. токсичный сульфид этого металла был очень популярен в качестве красящего пигмента. По наличию в красках этого соединения специалисты судят о подлинности картины, например, таких великих художников, как Ван Гог или Моне.
Сульфид кадмия
Этом металл является мягким настолько, что его без затруднения можно резать обычным ножом.
Ковкость и тягучесть
Благодаря этим свойствам, он активно задействован в промышленности. Кадмий отлично прокатывается в тончайшие листы наподобие фольги. Он хорошо тянется, из него легко изготавливается проволока. Не существует каких-либо проблем с его полированием.
Основные поставщики этого металла — страны Азии и Тихого океана, а также Корея, Канада, США, Мексика, Китай и Япония.
Металл из старых батареек
Никель-кадмиевые батарейки устроены достаточно просто. В качестве положительного электрода используется оксид никеля. В качестве отрицательного — кадмий. Батареи такого вида, безусловно, имеют преимущество. Оно состоит в высоком токе разряда, который, однако, длится совсем недолго, когда нужно отдать максимальное количество энергии за сравнительно малое время. В начале XXI в. такие батарейки очень часто использовались.
Никель-кадмиевая батарейка
Например, их вставляли в игрушки. Однако элементы питания этого вида достаточно дорогие и токсичные, сильно загрязняют окружающую среду после утилизации. Сейчас их заменили на никель-гидридные. Они более дешевые и гораздо менее вредные.
Применение кадмия
Его используют в различных сплавах, для того, чтобы уменьшить температуру плавления. Чуть менее половины добытого металла применяется в качестве покрытия других металлов, что значительно уменьшает степень их коррозии особенно в морской воде. Одна десятая часть добытого вещества становится составляющим для ювелирных сплавов.
Содержится в организме всех позвоночных
Доказано, что он имеет непосредственное влияние на углеродный обмен и синтез определенных веществ в печени. Соединения этого металла крайне токсичны и вредны, а сам он является сильнейшим канцерогеном. Вдыхание паров оксида кадмия крайне опасно и может привести к гибели. При попадании его в организм с пищей возникает отравление.
Кадмий имеет свойство накапливаться в организме человека. Период его выведения очень долгий, может достигать 35 лет. В середине прошлого века в Японии произошло массовое отравление кадмием. Люди жаловались на боли в пояснице и в мышцах.
Чистый кадмий
Тогда это посчитали заболеванием и даже дали ему название — итай-итай, что на японском значит «Ой, как больно!». На развитие недуга повлияло сильное загрязнение окружающей среды Страны восходящего солнца, а также специфическое питание японцев — рис и морепродукты. Последние и содержали огромное количество этого ядовитого металла.
Используется в медицине
В грудную клетку пациента, страдающего заболеваниями сердца, вводится специальная батарейка, созданная на основе этого элемента, для обеспечение энергией механического симулятора работы сердца. Для ее заряда не нужно повторной операции. Достаточно раз в 7 дней несколько часов носить специальную, намагниченную одежду.
Источник