SEM I POTENCJAŁ STANDARDOWY OGNIWA
SEM (siła elektromotoryczna)- różnica potencjałów pomiędzy elektrodami w obwodzie otwartym.
Potencjał normalny elektrody- różnica potencjałów (SEM ogniwa) elektrody dowolnej i elektrody odniesienia, gdy aktywności jonów wynoszą 1.
Wzór Nernsta- pozwala obliczyć przybliżona wartość półogniwa znając potencjał standardowy tego półogniwa
$$\mathbf{E =}\mathbf{E}^{\mathbf{}}\mathbf{\pm}\frac{\mathbf{\text{RT}}}{\mathbf{\text{zF}}}\mathbf{\ln}\mathbf{C}_{\mathbf{m}}$$
W warunkach normalnych: $\mathbf{E =}\mathbf{E}^{\mathbf{}}\mathbf{\pm}\frac{\mathbf{0,059}}{\mathbf{z}}\mathbf{\log}\mathbf{C}_{\mathbf{m}}$
R-stała gazowa, T- temperatura bezwzględna, z- liczba ładunkowa reakcji, F- stała Faradaya [96500 C/mol], Cm – stężenie molowe jonu
W półogniwie o niższym potencjale zachodzi utlenienie, a półogniwie o potencjale wyższym redukcja.
Półogniwo redoks: $\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\mathbf{E}_{\mathbf{ox/red}}\mathbf{=}\mathbf{E}^{\mathbf{}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{\text{RT}}}{\mathbf{\text{zF}}}\mathbf{\ln}\frac{\mathbf{\lbrack ox\rbrack}}{\mathbf{\lbrack red\rbrack}}$
Półogniwo wodorowe: E=E−0, 059pH
SEM=EK-EA
Zad. Oblicz potencjał elektrody wodorowej Pt,H2|H+ w roztworze: a) obojętnym, b) w roztworze NaOH o stężeniu 0,001 mol/dm3, c) w roztworze HCl o stężeniu 0,001 mol/dm3.
Zad. Oblicz SEM ogniwa zbudowanego z elektrody żelaznej zanurzonej w 1-molowym roztworze FeSO4 i elektrody ołowiowej zanurzonej w 1-molowym roztworze Pb(NO3)2.
Zad. Zbudowano ogniwo z płyt magnezowej i ołowiowej, zanurzonych w wodnych roztworach swych dwuwartościowych kationów. Określ znaki obu elektrod, oblicz SEM w warunkach standardowych i podać schemat ogniwa.
Zad. Oblicz potencjał ogniwa redoks składającego się z dwóch elektrod grafitowych zanurzonych w roztworze zawierającym Fe(NO3)2 o stężeniu 0,0001 mol/dm3 i Fe(NO3)3 o stężeniu 0,01 mol/dm3.
Zad. Oblicz potencjał elektrody cynkowej zanurzonej w roztworze jonów Zn2+ o stężeniu 0,01mol/dm3.
Zad. Oblicz SEM ogniwa zbudowanego z następujących półogniw Zn|Zn2+ (1-molowy roztwór) i Au|Au3+ (1-molowy rozwór) w warunkach normalnych.