1 ogniwo paliwowe
2 elektroda gazowa
3 zjawiska zachodzace podczas elektrolizy(reakcje,tworzywa,prawa)
4 co wiesz na temat SEM ogniwa (sila elektromotoryczna ogniwa)
5 co to jets elektroda utleniajacoredukujaca (potencjal lub reakcja)
6 co to jest ruchliwosc jonow
7 roznica miedzy ogniwam pierwotnym a wtornym opisac ogniwo wtorne

7

Ogniwa wtórne w znacznym stopniu odwracalne , czyli akumulatory są to układy w których przeciwieństwie do pierwotnych ogniw galwanicznych przez doprowadzenie prądu elektrycznego z zewnątrz daje się odtworzyć jego wejściowy stan chemiczny zmieniony przez prace ogniwa. Uzyskują one zdolność dostarczania energii elektrycznej dopiero po odpowiednim spolaryzowaniu (naładowaniu) przy użyciu innego źródła prądu.

Pojemność takiego akumulatora ( oznaczana w amperogodzinach ) przy założonej szybkości wyładowania zależy od ciężaru przetworzonej masy aktywnej, którą nie musi być koniecznie metal, jak w pierwotnych ogniwach galwanicznych, lecz zazwyczaj nierozpuszczalny w wodzie związek metalu , charakteryzujący się możliwością uzyskania potencjału elektrycznego elektrycznego zetknięciu z roztworem elektrolitu. Od akumulatora wymaga się możliwie dużej pojemności liczonej na jednostke masy (Ah/kg). Nie mogą w nim przebiegać żadne inne uboczne procesy chemiczne , które mogły by uszkodzić konstrukcje ogniwa, atakując jego tworzywo , bądź których przebieg wywoływałby zmniejszenie możliwości i długotrwałości magazynowania energii. Przebieg zaś przeciwstawnych reakcji chemicznych przebiegających w czasie ładowania i rozładowania tego rodzaju ogniwa powinien być możliwie zbliżony do odwracalnego.

Ogniwo wtórne + akumulator elektryczny

Urzadzenie do zmiany energii chemicznej w energie elektryczna, które po wyczerpaniu można przywrócić do stanu pierwotnego, wymuszając przepływ pradu w kierunku przeciwnym do prądu pobieranego podczas jego pracy użytecznej. Jako akumulatory stosuje się ogniwa galwaniczne skaladjace się z odwracalnych półogniw i charakteryzujące się wysoką sprawnością pradowa i energetyczna oraz duza pojemnością

2

Elektroda gazowa

M |G2(g) |G+(aq) lub M |G2(g) |G-(aq).

Jednym ze składników pary redoks jest gaz, na przykład wodór lub chlor. Gaz adsorbuje się na nieaktywnej powierzchni metalu, co ułatwia przejście elektronów przez granicę faz; z reguły używa się platyny.

Pt(s) |H2(g) |H+(aq) 2H+ +2e H2(g).

1

Ogniwa paliwowe

Ogniwo galwaniczne, w którym na elektrodzie ujemnej zachodzi utlenianie paliwa naturalnego np. benzyny, gazu ziemnego, zas na elektrodzie dodatniej redukcja utleniacza np. tlenu, powietrza.Sumaryczna reakcja zachodząca w ogniwie jest identyczna z reakcja spalania paliwa.najprostszym ogniwem paliwowym jest ogniwo wodorotlenowe. W którym paliwem jest wodór a utleniaczem tlen, zas elektrolitem roztwor kwasu lub zasady.

Katoda (+): O2 + 4H+ + 4eრ 2H2O

Anoda (-): H2 - 2e რ H+

Reakcja sumaryczna: O2 + 2H2 რ 2H2O

Elektrolit: H2O

Materiał elektrodowy: nośnik metalowy pokryty warstwą katalizatora Pt

SEM ogniwa: 1,23V ၄G = -237kJ mol-1 H2

Zastosowania: na razie brak

3

Potencjał potrzebny do elektrolizy.

Minimalne napięcie (potencjał) potrzebne do odwrócenia kierunku reakcji w ogniwie Daniella

Cu Cu2+ + 2e Eo=+0,34V

Zn2+ + 2e რ Zn Eo=-0,76V >1,1V

2H2O რ O2 + 2H2

katoda: H+(10-7) + e რ ½ H2 Eo=-0,41V

anoda: 2H2O რ O2 + 4H+ + 4e Eo=+0,82V

Nadpotencjał - dodatkowe napięcie (potencjał) potrzebne w celu uzyskania znaczących ilości produktu. W przypadku rozkładu wody to dodatkowe napięcie wynosi 0,6V.  

Reakcje konkurencyjne

Fe2+ + 2e რ Fe Eo=-0,44V

Ni2+ + 2e რ Ni Eo=-0,25V

H+ + e რ ½H2 Eo=-0,41V

Cr3+ + 3e რ Cr Eo=-0,74V

Ilościowy wymiar elektrolizy

Cu2+ + 2e რ Cu

2 mole e- = 1 mol Cu

Na przykład, przepłynęły przez elektrolizer 3 mole elektronów:

 Mole Cu = mole elektronów * 1 mol Cu/2 mol e-

Prawo Faraday'a

Liczba moli produktu utworzonego podczas elektrolizy jest chemicznie równoważna ilości moli elektronów, które przepłynęły przez obwód elektryczny.

 1 mol e- = 96500 C

C = ładunek elektryczny (kulomb)

ładunek elektryczny = prąd * czas elektrolizy

Mole elektronów = ładunek * 1 mol e-/96,5 kC

(użyte w reakcji)

Zastosowania elektrolizy.

1. Wytwarzanie chloru na drodze elektrolizy solanki

2. Wytwarzanie powłok galwanicznych, np. Ni, Cr, Zn, Cu.

3. Otrzymywanie metali na drodze elektrolizy stopionych soli, np. Al, Na.

4. Elektrorafinacja metali, np. Cu.

5. Wytwarzanie warstw tlenkowych na Al w celu barwienia powierzchni.

4

Wartość różnicy potencjałów między biegunami ogniwa, przez które nie płynie prąd elektryczny, a zatem ogniwa otwartego, nazywamy siłą elektromotoryczna. Wielkość tę oznacza się w skrócie SEM.

SEM stanowi ważną charakterystyke ogniwa.

Pozostaje w bezpośrednim związku ze zmianami funkcji termodynamicznych reakcji zachodzących w ogniwie.Sila elektromagnetyczna ogniwa rowna jest różnicy potencjałów między potencialem przewodnika przyłączonego do elektrody prawej a potencjalem przewodnika przyłączonego do elektrody lewej 9oba przewodniki musza być z tego samego materiału) SEM mierzy się za pomoca woltomierzy o odpowiednio dużej oporności wejściowej dla której oporność wewnetrzna ogniwa jest pomijalnie mala

5

elektroda utleniająco-redukujaca

skalada się z metalu szlachetnego stykającego się z roztworem zawierajacym układ utleniająco redukujący. Przykładami takich elektrod SA półogniwa: Pt/Sn⁴⁺,Sn²⁺;

Pt/Cu²⁺, Cu⁺, Pt/Fe³⁺,Fe²⁺ W elektrodach tych ustala sie rownowaga

6

stosunek średniej szybkości jonu do natężenia pola elektycznego powodującego ruch jonu

Ruchliwość jonu okresla się jako szybkość jonu w polu o jednostkowym natężeniu> Ruchliwość jonu pomnożona przez stałą Faradaya wyraża przewodnictwo jonowe które wyznacza się z przewodnictwa elektrolitu. Najwieksza ruchliwość maja jony w roztworach nieskończenie rozcieńczonych. Ze wzrostem stężenia maleje wskutek oddziaływań miedzy jonami (efekt relaksacyjny, efekt elektroforetyczny, asocjacja). Bardzo duza ruchliwość maja jony w cieczach jonowych( stopione sole, solanki) oraz niektórych elektrolitach stalych. Ruchliwość jonow wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.

---