Geschieht die Umordnung chemischer Bindungen aufgrund elektromagnetischer Wechselwirkungen?

Die Frage ist von gewissem Interesse, da die Speicherung von Energie in einem Akku weder durch Gravitations- (Potenzial-) noch durch kinetische Energie verursacht wird.

Aus dieser Frage Warum ist der Strom in einer Reihenschaltung gleich? Es ist klar, dass die Freisetzung von Energie in einem Stromkreis auf Energieverlust in Form von EM-Strahlung jedes beteiligten Elektrons zurückzuführen ist. Die Antworten besagen, dass die Anzahl der Elektronen unverändert ist und die Ladung natürlich auch unverändert bleibt.

Die Frage ist also, ob die Neuanordnung chemischer Bindungen aufgrund elektromagnetischer Wechselwirkungen erfolgt? Und wird ein Teil der EM-Strahlung in den Verbindungen gespeichert und wird während des Flusses durch Ohm-Widerstände freigesetzt?

Was meinst du mit "Akkumulator" ?
@Gert Sorry, im Deutschen unterscheiden wir zwischen einer Batterie (einmal entladen wegwerfen) und einem Akku. Ich habe es bearbeitet.
Nun, die nuklearen Kräfte und die Schwerkraft spielen keine bedeutende Rolle, also ja, EM ist für alles verantwortlich, was passiert ...

Antworten (1)

In einer wiederaufladbaren Batterie finden zwei Arten reversibler chemischer Reaktionen statt:

  1. Oxidationsreaktion: bei der eine als Reduktionsmittel bezeichnete Chemikalie ( R e ) wird durch Abgabe von Elektronen oxidiert:

R e → R e z + + z e −

  1. Reduktionsreaktion: bei der eine als Oxidationsmittel bezeichnete Chemikalie ( Ö X ) wird durch Aufnahme von Elektronen reduziert:

Ö X + z e − → Ö X z −

Die Gesamtreaktion ist also:

R e + Ö X → R e z + + Ö X z −

Die Reaktion wird so gewählt, dass die Reaktionsgleichgewichtskonstante:

A R e z + A Ö X z − A R e A Ö X = K

... ist viel größer als Eins, sodass die Reaktion thermodynamisch günstig ist , von links nach rechts.

Die Batterie besteht aus Zellen (in Reihe oder parallel angeordnet oder in einigen Fällen aus einer einzelnen Zelle), von denen jede eine solche Reaktion ausführt und einen Elektronenfluss bereitstellt, wenn der Stromkreis geschlossen ist.

Diese Bereitstellung von Strom wird fortgesetzt, bis alle Reagenzien der linken Hand in Reaktionsprodukte der rechten Hand umgewandelt worden sind. Dann kann die Batterie keinen Strom mehr liefern und das Potential an ihren Elektroden ist Null.

Denken Sie jedoch daran, dass die gewählten Reaktionen reversibel sind: Wenn Sie einen Strom durch eine leere Batterie fließen lassen und in umgekehrter Richtung des Entlademodus, werden die Reagenzien wieder in die ursprünglichen Reagenzien umgewandelt und die Batterie ist wie neu.

Beachten Sie, dass selbst bei nicht wiederaufladbaren Batterien ein gewisses Maß an Aufladung tatsächlich möglich ist, aber sie sind viel schwieriger aufzuladen als die für diesen Zweck entwickelten.

Die in chemischen Verbindungen gespeicherte chemische Energie beruht auf Veränderungen in den Molekülorbitalstrukturen, wenn Reagenzien in Reaktionsprodukte umgewandelt werden. Nehmen Sie eine einfache Verbrennungsreaktion (das Verbrennen von Kohle):

C ( S ) + Ö 2 ( G ) → C Ö 2 ( G )

Einmal initiiert, läuft eine solche Reaktion spontan ab, da die Gesamtanordnung der Molekülorbitale ein niedrigeres Energieniveau für hat C Ö 2 ( G ) als für C ( S ) + Ö 2 ( G ) . Dabei wird Energie freigesetzt, hier hauptsächlich als Wärme.

Im Fall einer Batterie wird diese Reaktionsenergie aufgrund der bestimmten gewählten Reaktionen und der physikalischen Anordnung der Zelle(n) als EMF freigesetzt.

Gert, schöne Antwort aus chemischer Sicht. Was ich herauszufinden versuche ist, dass Elektronen in einem Strom neben ihrer Menge und ihrer (natürlich konstanten) Ladung in der Lage sind, in jedem Ohm-Widerstand EM-Strahlung zu induzieren. Wie diese EM-Energie beim Laden des Akkus gespeichert wird. (Vielleicht ist das jetzt die bessere Formulierung der Frage). Könnten Sie Ihre Antwort erweitern?
@HolgerFiedler: Hallo Holger, Alle zugängliche Energie in einer galvanischen Zelle liegt als Energien von Molekülorbitalen (MOs) vor. Bei Reaktionen werden chemische Bindungen aufgebrochen und neue gebildet. Dies ist die Folge einer Umordnung der bindenden MOs. Bei einer exoenergetischen Reaktion hat die neue Anordnung (die „Reaktionsprodukte“) eine niedrigere Gesamtenergie als die MO-Anordnung des Ausgangszustands (die „Reagenzien“). So E 2 − E 1 < 0 dh exoenergetisch. In einer Zelle manifestiert sich diese Energiefreisetzung als ein Strom von Elektronen, wenn der Stromkreis geschlossen ist.
Wie bei jeder Art von Energie kann sie dann in eine andere wie Wärme, Strahlung oder so weiter umgewandelt werden. Aber die primäre Energiequelle sind die MOs im Fall einer Batteriezelle.
Geschieht die Umordnung chemischer Bindungen aufgrund elektromagnetischer Wechselwirkungen?
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