Введение
Мы выбрасываем разный мусор, а вместе с ним и использованные батарейки, не задумываясь над тем, что их можно сдать на переработку.
В своей первой работе я разбирался, как можно спасти нашу планету
от загрязнения, собирая простые пластиковые крышки. Пластиковый «мусор» можно сдать в переработку и получить за него деньги, которые потом направить в благотворительный фонд «Искорка» для помощи больным детям.
Но мне стало интересно узнать, а можно ли сдавать на переработку использованные батарейки? Ведь в нашей жизни батарейки окружают нас практически везде. Они есть у каждого дома: в игрушках, часах, пультах
от телевизора, брелоках от машины, фонариках. После того, как батарейки перестают выделять энергию, мы их выбрасываем, и чаще всего просто
в мусорное ведро. Мало кто задумывался над тем, какой вред они наносят экологии, окружающему миру. Меня это заинтересовало, и я решил провести свое небольшое исследование.
Объект исследования: использованные батарейки.
Предмет исследования: процесс утилизации батареек.
Цель работы: изучить физико-химические свойства батареек, их влияние на окружающую среду и способы их утилизации.
Гипотеза: мы предполагаем, что батарейки негативно воздействуют
на окружающую среду, поэтому необходимо узнать способы их утилизации.
Для решения поставленной цели были определены следующие основные задачи:
Изучить принцип работы батарейки.
Изучить состав и строение щелочной и солевой батареек.
Проверить практическим способом, как батарейки влияют на растительные организмы.
Привлечь ребят из своего класса и взрослых к активному сотрудничеству для спасения экологии.
Выяснить местонахождение ближайших пунктов приема использованных батареек для их утилизации.
Основные результаты: найти места приема использованных батареек. Сформировать привычку – не выбрасывать, а сдавать в пункты приема использованные батарейки.
1. Теоретическая часть
1.1. Что такое батарейка?
Так что же такое батарейка? Это понятие я нашел в различных источниках. В «Толковом словаре русского языка» С.И. Ожегова батарейка описывается, как маленькая аккумуляторная батарея, источник питания бытовых приборов.
В учебнике «Физика. 8 класс» И.М. Перышкина, А.И. Иванова батарейку описывают как источник тока - гальванический элемент. В гальванических элементах происходит превращение химической энергии в электрическую энергию (приложение № 5).
При поиске в интернете в свободной энциклопедии «Википедия» я нашел следующее толкование. Батарейка – это обиходное наименование, применяемое к электро-химическим элементам питания и батареям.
1.2. Типы батареек
Рассматривая разные батарейки, я увидел, что все они отличаются друг
от друга. Изучив литературу, выяснил, что батарейки можно разделить по типу:
- Солевые
- Щелочные, алкалиновые
- Литиевые
- Ртутные
- Серебряные.
На всех батарейках есть буквенные обозначения, которые говорят нам
о химическом составе батарейки. Изучив литературу, я сформировал в таблицу их достоинства и недостатки.
Тип батарейки |
Буквенное Обозначение |
Достоинства |
Недостатки |
Солевые |
R |
Дешевые |
Быстро разряжаются |
Щелочные Алкалиновые |
LR |
Лучше солевых, дешевые, активно используются в быту |
При длительном хранении может быть утечка, может взяться коррозией |
Ртутные |
РЦ |
Высокое качество |
Высокая цена. Из-за вредности ртути уже почти не производятся. |
Серебряные |
SR |
Высокое качество, долго хранятся, безопасны |
Высокая цена |
Литиевые |
CR |
Высокое качество, отлично используются при низких и высоких температурах, долго хранятся |
Высокая цена |
Воздушно-цинковые |
PR |
Безопасные, долго хранятся |
Высокая цена, быстро разряжается на воздухе |
1.3. Состав и принцип работы батарейки
В любой батарейке есть три элемента (рисунок № 1):
положительный полюс «+» (катод)
отрицательный полюс «-» (анод)
электролит.
Рисунок № 1.
Суть работы батарейки довольно проста: две детали из разных металлов (анод обычно изготавливают из цинка, а катод – из меди) погружаются
в жидкость - электролит. В качестве электролита выступает обычно соль, хлорид аммония или щелочь. Он может быть и в сухом и жидком виде.
В результате протекания химических реакций между этими частями выделяется электрический ток.
После того, как ток образовался, он переходит на токосниматели, которые расположены внутри батарейки, а затем на разные электроды с разных концов батарейки. Ток поступает с положительного полюса на отрицательный, и потом передается электронному устройству.
Если просто соединить плюс и минус проводом, то произойдет замыкание. В результате этого может быстро сесть батарейка, а также произойти возгорание.
Все различие в батарейках – это материалы, которые используются при изготовлении основных частей каждого элемента питания: катода, анода
и электролита. Именно от них зависит срок службы гальванических элементов, а также их емкость.
Алкалиновые и щелочные батарейки почти одинаковые по составу. Они отличаются только тем, что у них в качестве электролита используется разный тип щелочи. У алкалиновых – это обычно гидроксид цинка, а у щелочных – это гидроксид калия или натрия.
Очень распространенный тип батареек – это солевые батарейки.
У них отрицательный полюс «-» - это цинковый корпус, а положительный полюс «+» - диоксид марганца. В качестве электролита используется хлорид аммония – это соль, поэтому батарейка и называется солевой.
Солевые батарейки обладают интересной способностью работать еще некоторое время, после того как, казалось бы, уже не могут. Дело в том, что если вытащить батарейку из устройства и немного ее потрясти или постучать по ней, то можно выровнять комки электролита, который находится внутри
и использовать его до конца.
1.3. Утилизация батареек
При внимательном рассмотрении батарейки можно увидеть на каждой батарейке вот такой знак:
Рисунок № 2. |
Он означает – «Осторожно! Нужна специальная утилизация!». Этот знак на батарейке предупреждает нас о том, что она может нанести серьезный вред окружающей среде.
После выбрасывания батарейки, ее металлический корпус разрушается, тяжелые металлы попадают в почву, грунтовые воды, подземные воды, водохранилища, из которых люди потребляют воду.
Чтобы этого не произошло, батарейки нужно утилизировать
на специальных заводах. Я узнал, что у нас в Челябинске есть такой завод «Мегаполисресурс», где перерабатывают старые батарейки и электронику.
В 257 городах России находятся пункты приема использованных батареек, для дальнейшей их переработки на этом заводе.
У нас в городе Копейске тоже есть пункты сбора батареек – это в центре города в торговом комплексе «Слава» на первом этаже в салоне «Мегафон»
и в гипермаркете «МЕТРО» (при входе в торговый зал).
Рисунок № 3. |
Я узнал, что у моей мамы на работе в Управлении Федерального казначейства также есть контейнер для сбора использованных батареек. Взрослые активно принимают участие в сохранении экологии.
2. Практическая часть
2.1. Эксперимент № 1
Мы решили провести исследование, посмотреть, как вода влияет
на использованные батарейки. Для этого я замочил различные батарейки в воде в разных банках, получилось шесть образцов (приложение № 1).
1 – солевые батарейки
2 – щелочные (алкалиновые) батарейки
3 – маленькие круглые литиевые батарейки
4 – батарейки-аккумуляторы никель-металлогидридные
5 – литий-ионные аккумуляторы
6 – солевая батарейка в разобранном виде.
Мы делали наблюдения за реакцией воздействия воды на образцы (приложение № 2), и результаты записали в таблицу (приложение № 3).
По результатам наших наблюдений, мы сделали вывод, что вода разрушает батарейки. Конечно, не так быстро, их корпус остался целый.
Но осадок на дне банок, пленка на поверхности воды и сильный запах, показывают нам, что идет процесс разрушения батарейки, вредные вещества, находящиеся в батарейке, попадают в воду и делают ее не пригодной.
2.2. Эксперимент № 2
Мы решили провести другой эксперимент, рассмотреть влияние использованных батареек на растительные организмы (приложение № 4).
Я посадил горох в семь горшочков, на 3-день весь горох взошел. Сначала я поливал горох чистой водой. Когда он вырос до 2-3 см, раз в два дня я стал поливать каждый горшочек соответственными образцами воды, которые
я получил в эксперименте № 1. А образец № 7 продолжал поливать чистой водой.
Результаты этого исследования, спустя 7 дней, мы сформировали
в таблицу (приложение № 5). Весь горох, который я поливал водой
от замоченных батареек, погиб. И только образец № 7, который я поливал чистой водой, продолжал расти. Это показывает, что токсичные соединения, входящие в состав любых батареек, оказывают пагубное влияние на рост
и развитие растений.
Заключение
В ходе проделанной работы мы решили все поставленные задачи.
В различных источниках нашли определение слову батарейка, узнали, на какие типы они делятся.
Изучили состав и принцип работы щелочной и солевой батареек.
Провели свои исследования и наблюдения за воздействием воды
на разные батарейки, а также рассмотрели влияние использованных батареек
на растительные организмы.
Изучив научную литературу и проведя эксперименты, мы сделали вывод, что батарейки оказывают вредное воздействие на окружающую среду
и растительные организмы. Наша гипотеза подтвердилась.
Поэтому использованные батарейки нельзя просто выбрасывать
в мусорное ведро, их нужно правильно утилизировать. Для этого есть специальные пункты приема батареек. В нашем городе они тоже есть, этой информацией я поделился со своими одноклассниками.
Теперь мы будем беречь экологию вместе!
Список использованных источников и литературы
Википедия. Гальванический элемент. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/гальванический элемент/
Мультфильм «Фиксики» - «Батарейка».
Ожегов, С.И. Толковый словарь русского языка : справочное издание / С.И. Ожегов, Л.И. Скворцова. - М.: АСТ : Мир и образование, 2018. – 736 с.
Перышкин, И.М. Физика : 8-й класс : учебник / И.М. Перышкин, А.И. Иванов. – М.: Просвещение, 2022. – 255 с.
Франк, М. К. Большой вред маленькой батарейки / М. К. Франк, М. В. Бабкина. // Юный ученый. – 2021. - № 3 (44). — С. 77-79.
Школа фиксиков. // URL: https://2fixika.livejournal.com/2207.html/
Приложение № 1
Образцы батареек, замоченные в воде
Образец 1 – солевые батарейки |
Образец 2 – щелочные (алкалиновые) батарейки |
Образец 3 – круглые литиевые батарейки |
Образец 4 – батарейки - аккумуляторы |
Образец 5 – литий-ионные аккумуляторы |
Образец 6 – солевая батарейка в разобранном виде |
Приложение № 2
Образцы батареек, замоченные в воде (1-й день)
Образцы батареек, замоченные в воде (4-й день)
Приложение № 3
Результаты эксперимента № 1
№ образца |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
2-й день |
Белая мутная |
Мутная светлая |
Светло-желтая, сверху плавают следы ржавчины |
Прозрачная, не изменилась |
Мутная желтая, стала самой темной |
Осталась прозрачной, мелкие крошки всплыли на поверхность, тяжелые не растворились – остались на дне |
Во всех образцах появились пузырьки |
||||||
3-й день |
Вода стала прозрачной |
Вода светлая, но немного помутнела, на дне появился осадок, |
Цвет воды оранжевый, на дне ярко-оранжевый осадок |
Вода прозрачная, батарейки начали окисляться – на них стали появляться следы ржавчины |
Вода коричневая, на дне очень большой осадок |
Вода стала светлой, серый осадок сохраняется, на поверхности также плавают крошки |
Во всех образцах пузырьки сохраняются |
||||||
4-й день |
Вода немного помутнела, на батарейках появилась ржавчина |
Вода осталась мутной, на дне плавает осадок, на батарейках следы ржавчины |
Весь осадок спустился на дно, вода светло-оранжевая, на поверхности появилась небольшая пленка |
Вода прозрачная, некоторые батарейки начали окисляться |
Вода мутно-оранжевая, осадок на дне и все батарейки покрыты этим осадком, их плохо видно в банке. На поверхнос-ти плавает тонкая пленка. |
Вода прозрачная, немного серая. Осадок на дне и небольшие частички также плавают на поверхности. |
Пузырьки в образцах сохраняются |
Пузырьков больше всего |
|||||
5-й день |
Вода пожелтела, ржавчины на батарейках стало больше, пузырьки |
Вода светло-желтая, на дне плавает осадок, на батарейках следы ржавчины, пузырьки |
Вода светло-желтая, весь осадок на дне, на поверхности появилась небольшая пленка, очень много пузырьков |
Без изменений - вода прозрачная, некоторые батарейки начали окисляться, не стало пузырьков |
Вода посветлела, светло-оранжевая, весь осадок на дне, много пузырьков, на поверхности пленка. Появился запах из банки. |
Вода прозрачная, осадок на поверхности и на дне банки. Очень много пузырьков. |
8-й день |
Вода светло-желтая, появился осадок, на поверхности появилась пленка. Пузырьков нет. |
Вода светло-желтая, на дне плавает желтый и белый осадок. Пузырьков нет. |
Вода прозрачная, но светло-желтого цвета, на дне большой осадок в виде хлопьев, на поверхности небольшая пленка. Немного пузырьков сохраняют-ся. |
Вода прозрачная, но немного поменяла цвет, осадка нет, батарейки начали окисляться. Пузырьков нет. |
Вода оранжевая, очень большой осадок на дне, пузырьков нет, запах из банки. |
Вода прозрачная, белая, осадок на поверхности и на дне банки. Очень много пузырьков, на поверхности появилась небольшая пленка. |
Приложение № 4
Проведение эксперимента № 2
Образцы 1, 2 |
Образец 3 |
Приложение № 5
Результаты эксперимента № 2
Дата |
7 декабря |
9 декабря |
11 декабря |
1 образец |
Стебель большой, но слабый, верхние листочки начали вянуть |
Верхушка обломилась и отсохла |
- |
2 образец |
Стебель стал погибать |
Стал слабеть, стебель падает |
- |
3 образец |
Погиб |
- |
- |
4 образец |
Растет очень хорошо |
Погиб |
- |
5 образец |
Растет очень хорошо |
Погиб, верхушка отсохла |
- |
6 образец |
Медленно растет, верхние листочки стали вянуть |
Верхние листочки завяли |
Погибает |
7 образец |
Растет очень хорошо |
Вытянулся, появился новый листочек. |
Стебель стал толще, растет хорошо. |
Поиск определения «батарейка» в различных источниках