6870


Klucz elektrolityczny

przewodnik jonowy łączący elektrolity i umożliwiający przepływ prądu. [ | - granice faz; || - klucz elektrolityczny]

Katoda

  • półogniwo w którym zachodzi proces redukcji

Anoda

  • półogniwo w którym zachodzi proces utleniania

    1. Elektrody o wyższym potencjale normalnym stanowią w ogniwach biegun dodatni - katodę względem elektrod o niższym potencjale normalnym, które stanowią - anodę.

    2. Metale o ujemnych potencjałach normalnych mogą wypierać z roztworów wodór i metale o dodatnich potencjałach normalnych.

    3. Metale o ujemnych potencjałach normalnych są silniejszymi reduktorami niż wodór.

Potencjał półogniwa

  • różnica potencjałów na granicy faz metal - roztwór.

  • jego wartość i znak zależy od: rodzaju metalu; temp.; stężenia jonów w roztworze

SEM

  • siła elektromotoryczna ogniwa - różnica potencjałów między katodą i anodą w ogniwie niepracującym (otwartym - czyli takim w którym nie płynie prąd). SEM = dE = EK - EA

Wzór Nernsta

  • wzór określający potencjał elektrody (półogniwa)

    - dla metalu zanurzonego w roztworze swojej soli:
    0x01 graphic

    E - potencjał elektrody; E0- potencjał normalny; n - wartościowość jonu w roztworze; c - stężenie molowe jonów metalu z roztworze

    - jeśli elektrodą jest układ utleniacz - reduktor:
    0x01 graphic
    ; gdy cutl = cred E = E0

Półogniwa I rodzaju

  • zbudowane są z metalu zanurzonego do roztworu elektrolitu zawierającego kationy tego metalu; reakcja zachodzi między pierwiastkiem (metal; wodór; chlor) i jego jonami; są to półogniwa odwracalne względem kationu.

1. Półogniwo cynkowe

Zn / Zn2+

Zn = Zn2+ + 2 e

2. Półogniwo miedziowe

Cu / Cu2+

Cu = Cu2+ + 2 e

3. Półogniwo wodorowe

Pt, H2 (g) / H+ aq

H2 = 2 H+ + 2 e

Zbudowane z platynowej płytki pokrytej rozdrobnioną platyną czyli tzw. czernią platynową; zanurzoną w 1 M kwasie solnym i opłukiwana gazowym wodorem, wprowadzonym do układu pod ciśnieniem 1013 hPa.

4. Półogniwo chlorowe

Pt, Cl2 / Cl-

Cl2 + 2 e = 2 Cl-

Półogniwa II rodzaju

  • zbudowane z metalu pokrytego trudno rozpuszczalną solą tego metalu, zanurzonego w roztworze elektrolitu zawierającego anion tej soli; są to półogniwa odwracalne względem anionu.

1. Półogniwo chlorosrebrowe

Ag, AgCl / Cl-

Ag + Cl- = AgCl + e

2. Półogniwo kalomelowe

Hg, Hg2Cl2 / Cl-

2 Hg + 2 Cl- = Hg2Cl2 + 2 e

Półogniwa III rodzaju

(tzw. redox)

  • zbudowane z platynowej lub grafitowej elektrody zanurzonej w roztworze zawierającym zarówno utlenioną jak i zredukowaną postać układu redox.

1. Półogniwo

Pt / Fe3+ , Fe2+

Fe3+ + e = Fe2+

2. Półogniwo

Pt / MnO4-, Mn2+, H+

MnO4- + 8 H+ + 5 e = Mn2+ + H2O

Ogniwo Volty

A (-) Zn | roztwór H2SO4 | Cu (+) K

Anoda:

Zn = Zn2+ + 2e

Katoda:

2 H+ + 2e = H2

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Zn + 2 H+ = Zn2+ + H2

0x01 graphic

Ogniwo to składa się z zanurzonych w roztworze kwasu siarkowego (VI) płytek cynkowej i miedzianej połączonych metalicznym przewodnikiem. Na powierzchni obu zanurzonych w cieczy płytek wydziela się wodór. Do roztworu przechodzą kationy cynku, elektrony zaś przewodnikiem płyną ku płytce miedzianej, na której powierzchni zachodzi redukcja kationów wodorowych. Jest ogniwem nieodwracalnym. W ogniwie zachodzą procesy niezależnie czy układ jest zamknięty czy otwarty.

Ogniwo Daniella

A (-) Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu (+) K

Anoda:

Zn = Zn2+ + 2e

Katoda:

Cu2+ + 2e = Cu
Ogólnie:

Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+

0x01 graphic

Ogniwo odwracalne. Przed zamknięciem obwodu nie zachodzi żadna reakcja chemiczna, ustala się jedynie równowaga dynamiczna w półogniwach tworzących ogniwo.

Ogniwo wodorowo - cynkowe

A (-) Zn | Zn2+ || H+ | H2, Pt (+) K

Ogniwo wodorowo - miedziowe

A (-) Pt, H2 | H+ || Cu2+ | Cu (+) K

Anoda:

Zn = Zn2+ + 2 e

Katoda:

2 H+ + 2 e = H2

Ogólnie:

Zn + 2 H+ + 2 e = Zn2+ + H2 + 2 e

Anoda:

H2 = 2 H+ + 2 e

Katoda:

Cu2+ + 2 e = Cu

Ogólnie:

Cu2+ + H2 + 2 e = Cu + 2 H+ + 2 e

Ogniwo ołowiowo - miedziowe

A (-) Pb | Pb2+ || Cu2+ | Cu (+) K

Anoda: Pb = Pb2+ + 2 e

Katoda: Cu2+ + 2 e = Cu

Ogólnie: Pb + Cu2+ + 2 e = Cu + Pb2+ + 2 e

Ogniwo Leclanchego

A (-) Zn | roztwór ZnCl2 ,NH4Cl | MnO2, C (grafit) (+) K

Elektroda ujemna ogniwa ma najczęściej postać cynkowego kubeczka napełnionego pastą z chlorku amonowego, w którym osadzono pałeczkę węglową - elektrodę dodatnią otoczoną woreczkiem zawierającym stały dwutlenek manganu. Jest ogniwem nieodwracalnym. W ogniwie zachodzą procesy niezależnie czy układ jest zamknięty czy otwarty.

Stosowane do zasilania przenośnych urządzeń elektrycznych i elektronicznych: latarek; aparatów słuchowych, kalkulatorów.

Anoda: Zn = Zn2+ + 2 e

Katoda: Mn+IV + 2 e = Mn+II

Ogólnie: Zn + 2 NH4Cl + 2 MnO2 = [Zn(NH3)2]Cl2 + Mn2O3 + H2O

Akumulator ołowiowy (kwasowy)

A (-) Pb | roztwór H2SO4 | PbO2, Pb (+) K

Elektrodami są płyty ołowiowe pokryte gąbczastym ołowiem stanowiące anodę oraz płyty ołowiane pokryte warstwą tlenku ołowiu (IV), będące katodą. Płyty te zanurzone są w roztworze kwasu siarkowego (VI) - 37%.

Anoda:

Pb + SO42- = PbSO4 + 2e

Katoda:

PbO2 + 4 H+ + SO42- + 2e = PbSO4 + 2 H2O

Rozładowanie akumulatora (proces samorzutny zachodzący podczas pracy akumulatora)

Pb + 2 SO42- + PbO2 + 4 H+ = 2 PbSO4 + 2 H2O

Ładowanie akumulatora (regeneracja akumulatora - proces wymuszony przez zewnętrzne źródło prądu)

2 PbSO4 + 2 H2O = Pb + 2 SO42- + PbO2 + 4 H+

Ogólnie:

0x01 graphic

Akumulator Edisona (alkaliczny)

A (-) Fe, Fe(OH)2 | roztwór KOH | Ni(OH)2, Ni(OH)3, Ni (+) K

Anodę stanowi żelazo, katodę mieszanina niklu i jego stałych związków. Elektrolitem jest 20% wodny roztwór wodorotlenku potasu.

Anoda:

Fe + 2 OH- = Fe(OH)2 + 2e

Katoda:

2 Ni(OH)3 + 2e = 2 Ni(OH)2 + 2 OH-

Ogólnie:

0x01 graphic

Szereg Napięciowy metali

 

Półogniwo

E0[V]

0x01 graphic

-3,01

0x01 graphic

-2,92

0x01 graphic

-2,92

0x01 graphic

-2,89

0x01 graphic

-2,84

0x01 graphic

-2,71

0x01 graphic

-2,38

0x01 graphic

-1,70

0x01 graphic

-1,66

0x01 graphic

-1,05

0x01 graphic

-0,76

0x01 graphic

-0,71

0x01 graphic

-0,44

0x01 graphic

-0,44

0x01 graphic

-0,28

0x01 graphic

-0,22

0x01 graphic

-0,14

0x01 graphic

-0,13

0x01 graphic

-0,04

0x01 graphic

0,00

0x01 graphic

+0,20

0x01 graphic

+0,20

0x01 graphic

+0,30

0x01 graphic

+0,34

0x01 graphic

+0,80

0x01 graphic

+0,87

0x01 graphic

+1,20

0x01 graphic

+1,42



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
6870
6870
praca-magisterska-6870, Dokumenty(1)
07 Historia III wer 3[1]id 6870
6870

więcej podobnych podstron