Potencjał elektrochemiczny – związany jest z reakcją utl. i red. metalu, bądź z orientacją cząsteczek z roztworu i jest równy różnicy potencjału na granicy faz metal/roztwór Me<->Me+n+ne

Potencjał odwracalny – jest to zależność potencjału metalu od aktywności jego jonów w roztworze i opisuje go równ. Nernsta:

EMe/Men+=E0+2,303(RT/nF)*Log aMe+n

Potencjał nieodwracalny – nie da się go obliczyć ze wzoru Nernsta. Dla układów metali zaw. obce kationy i tam wartość potencjału zmienia się analogicznie ze zmianą aktywności elektrolitu.

Elektrody pierwszego rodzaju – pierwiastek w równowadze ze swoimi jonami, elektrody metalowe i gazowe np. elektroda wodorowa zbudowana z platyny i pokryta czernią platynową zanurzona w roztworze kwasu i strumieniu gazowego wodoru: (Pt)|H2 | H+ H₂2H⁺ +2e

Inne elektrody gazowe:

tlenowa (Pt)|O₂ | OH^- chlorowa (Pt)|Cl₂| Cl^-

metaliczne Zn|Zn²⁺ , Hg|Hg²⁺_2, Cu|Cu²⁺

Elektrody drugiego rodzaju – zbudowane z metalu w kontakcie z stałą, trudno rozpuszczalną solą tego metalu i w roztw dowolnego metalu z tym samym anionem: Me | MeA((s) | Me1A np.

Elektroda kalomelowa – zbudowana z Hg w kontakcie z stałym kalomelem Hg2Cl2 i w roztw KCl Hg | Hg₂Cl₂ | Cl^-

Inne elektrody drugiego rodzaju:

Elektroda chlorosrebrowa Ag | AgCl | Cl^-

Elektroda siarczanowo-miedziowa Cu | CuSO₄ | SO4^-2

Normalną Elektrodą wodorową jeżeli ciśnienie strum. gaz. wodoru wynosi 1013 hPa i aktywność jonów H+ jest równa jedności .Jej potencjał jest równy 0

Potencjały normalne- potencjały elektrod w odniesieniu do normalnej elektrody wodorowej

Potencjał normalny metalu jest to potencjał równowagowy jaki wykazuje metal zanurzony w roztw jonów własnych gdy aktywność tych jonów jest równa 1 i mierzony on jest w stosunku do normal. elektro. Wodorow

Szereg napięciowy metali-metale uszeregowane według rosnącego potencjału normalnego

Włąciwości metali według szeregu napięciowego:

-metale o niskim potencjale normalnym są aktywne chemicznie, chętnie pozbywają się swoich elektronów (łatwo się utleniają trudno się redukują)

- metale o dodatnich potencjałach normalnych są bierne chemicznie , tym bardziej im wyższy jest potencjal normalny metalu. Łatwo się redukują trudno utleniają

-metal o niższym potencjale normalnym wypiera metal o wyższym potencjale normalnym

-metale aktywne (o ujemnych potencjałach) rozpuszczają się w kwasach wypierając z nich wodór

-metale o dodatnim potencjale normalnym rozpuszczają się tylko w kwasach utleniających nie wypierając przy tym wodoru z kwasów

Ogniwo galwaniczne-układ złożony z dwóch metali zanurzonych w wodnym roztworze elektrolitu. Zużywając energię chemiczną otrzymujemy elektryczna.

Schemat Me₁|Me₁^z1+||Me₂^z2+|Me₂
|-granica faz ||- klucz elektrolityczny

Ogniwo elektrolityczne- ogniwo które pobiera energię elektryczna dla gromadzenia energii chemicznej która w procesie odwrotnym jest źródłem energii elektrycznej

Polaryzacja elektrod – potencjał anody w kierunku dodatnim a katody w kierunku ujemnym. Zmiana potencjału elektrodu od wartości spoczynkowej w wyniku przepływu prądu

Przyczyny polaryzacji:

Polaryzacja stężeniowa – zmiana stężenia elektrolitu w przestrzeni przy elektrodowej

Polaryzacja aktywacyjna – wolny przebieg reakcji elektrodowej. Aniony za wolno oddają elektrony anodzie lub kationy za wolno pobierają elektrony od katody

Ogniwa odwracalne

Ogniwo Daniella-jest to ogniwo składające się z dwóch półogniw. Schematycznie :

(a)Zn | ZnSO4 | CuSO4 | Cu(k)

Z chwilą połączenia obu metali przewodnikiem metalicznym następuje przepłwy prądu wywołany procesami elektrochemicznymi w ogniwie. Zachodzą reakcje:

proc anodowy – utlenianie Zn -2e -> Zn+2 (od ano do kato)(elektrony wędrują przez przewód do katody tam zostają zużyte w reakcji) :

proc katodowy – redukcja Cu+2 +2e -> Cu

Aniony SO4-2 (od katody do anody)

Sumarycznie: Zn +CuSO4=ZnSO4+ Cu

Depolaryzatory – stosowane przy ogniwach technicznych, redukują gromadzenie się materiału wokół elektrod(co powoduje zmniejszenie efektywności procesu)

Ogniwa nieodwracalne

Ogniwo Volty –metale Zn i Cu umieszczone są w obcym elektrolicie- w kwasie siarkowym:

(a)Zn | H2SO4 | Cu(k)

W ogniwie tym elektroda cynkowa jest anodą elega utlenieniu natomiast na katodzie miedzianej jony wodorowe z toztworu kwasu redukują się do gazowego wodoru:

Proces anodowy Zn -2e=Zn+2

Proces katodowy 2H++2e=H2

Ogniwo Leclanchego – elektr węglowa(grafit) i cynkowa w roztw NH4Cl i do węglowej depolaryzator MnO2

(k)C + MnO2 | NH4Cl | Zn(a)

Proc. anodowy Zn – 2e=Zn+2

Proc. katodowy 2NH4++2e=NH3+H2

wodór reaguje z depolaryzatorem 2MnO2+H2=Mn2O3+H2O Mangan redukuje się z +4 na +3

4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+

Ogniwa stężeniowe-składają się z elektrod wykonanych z tego samego metalu i nanurzone w tym samym elektrolicie o różnym stężeniu. Różnica potencjału między elektrodami jest wyłącznie wynikiem różnicy stężeń elektrolitu.

(a)Ag | AgNO3(c1)| | AgNO3(c2) | Ag(k) c1<c2

Proc anodowy Ag – e=Ag⁺ Proc katodowy Ag⁺+e=Ag

SEM=jak wzór nernasta tylko bez E0

Akumulatory:ogniwa pracujące odwracalnie ,magazynujące energie elektryczną. Dostarczają one energii elektryczneh pracując jako ogniwa natomiast pod wpływem dostarczanego z zewnątrz prądu stałego następują przemiana energii elektrycznej w chemiczną

Ołowiowy(Pb)

Płyta dodatnia PbO2, ujemna metaliczne Pb, Elektrolit 25% H2SO4 - Pb | H2SO4 | PbO2 +

płyta ujemna jest katodą podczas ładowania, a anoda podczas czerpania prądu

Ładowanie: (katoda -) Pb+2+2e=Pb

(anoda +) Pb2++2H2O=PbO2+4H++2e

Rozładowanie: (anoda -) Pb=Pb2++2e

(katoda -) PbO2+4H++2e=Pb+2+2H2O