خلية ليكلانشي Leclanche Cell

خلية فولتية أولية تتكون من قضيب كربون ( الأنود ) و قضيب خارصين ( الكاثود ) مغموسين في محلول كلوريد الأمونيوم تركيزه يتراوح ما بين 10-20 ٪ . و يمكن منع الأستقطاب من خلال استخدام خليط من ثاني أكسيد المنغنيز مخلوط بمسحوق الكربون يكون على اتصال مع الانود عن طريق حافظة مسامية و هذا الخليط يتفاعل مع الهيدروجين الناتج . قام باختراع هذه الخلية الكيميائي الفرنسي جورج ليكلانشي ، و القوة الدافعة الكهربائية لهذه الخلية 1.5 فولت .
يتضمن تفاعل الأكسدة والاختزال في خلية ليكلانشي التفاعلين التاليين:
– عند الانود(oxidation of Zn): Zn → Zn2+ + 2e−
– عند الكاثود (reduction of Mn(IV)): 2 MnO2 + 2NH4+ + 2e− → 2 MnO(OH) + 2 NH3
تبدأ العملية الكيميائية التي تنتج الكهرباء في خلية ليكلانشي عندما تتأكسد ذرات الخارصين على سطح الأنود ، أي أنها تتخلى عن كِلا إلكترونات التكافؤ لتصبح أيونات +Zn2 موجبة الشحنة. عندما تتحرك أيونات +Zn2 عن الأنود ، تاركة إلكتروناتها على سطحه ، يصبح الأنود مشحونًا بشحنة سالبة أكثر من الكاثود. و عندما تكون الخلية متصلة في دائرة كهربائية خارجية ، تتدفق الإلكترونات الزائدة على أنود الخارصين عبر الدارة الكهربائية إلى قضيب الكربون ، وهي حركة الإلكترونات التي تشكل تيارًا كهربائيًا.
بعد المرور عبر الدارة بأكملها و عندما تدخل الإلكترونات إلى الكاثود (قضيب الكربون) ، فإنها تتحد مع ثاني أكسيد المنغنيز (MnO2) والماء (H2O) ، اللذين يتفاعلان مع بعضهما البعض لإنتاج أكسيد المنغنيز (Mn2O3) و أيونات الهيدروكسيد السالبة الشحنة. يرافق ذلك تفاعل جانبي للحمض و القاعدة تقبل فيه أيونات الهيدروكسيد (–OH) بروتون (+H ) من أيونات الأمونيوم الموجودة في محلول كلوريد الأمونيوم لإنتاج جزيئات الأمونيا والماء.
Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4Cl(aq) → ZnCl2(aq) + Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l),