0000014 (17)

Jeżeli dwie elektrody z tego samego metalu zanurzone w roztworach ich soli o różnym stężeniu, czyli dwa półogniwa, połączyć kluczem elektrolitycznym (rurka szklana wypełniona agarem z roztworem KC1 lub NH₄N0₃), dla uniknięcia mieszania się elektrolitów, otrzymuje się ogniwo stężeniowe (ryc. 4.8).

Siła elektromotoryczna £ takiego ogniwa wyrazi się wzorem Nemsta:

Wzór ten otrzymuje się jako różnicę dwóch potencjałów elektrodowych:

RT    RT

£ = AV_l — AV₂,    przy czym AF_X = AF„+ — In c_v a AV₂ = AV₀+ ln c₂

Potencjał elektrodowy odgrywa ważną rolę przy pomiarach elektrofizjologicznych, np. potencjałów bioelektrycznych. Potencjały obydwu elektrod używanych do pomiarów powinny być takie same, mówi się wtedy o elektrodach niepolaryzujących. Warunek ten jest w przybliżeniu spełniony, jeżeli elektrody metalowe są w kontakcie z roztworami ich soli albo są pokryte nierozpuszczalnymi solami tych metali (np. AgCl₂, Hg₂Cl₂ — elektrody drugiego rodzaju).

4.7JŁ. Potencjał utleniająco-redukcyjny

Procesy utleniająco-redukcyjne spełniają szczególnie ważne role w ustrojach żywych. Są one podstawą procesów utleniania biologicznego, będących źródłem energii potrzebnej do utrzymania funkcji życiowych.

Reakcje utleniania można najogólniej sprowadzić do oddawania elektronów przez substancje utleniane. Dla przykładu:

Fe²⁺ —Fe³⁺ e~    (utlenianie)    4.42

dwuwartościowy jon żelazawy zostaje utleniony do trójwartościowego jonu żelazowego z uwolnieniem jednego elektronu.

Reakcjom utleniania towarzyszą z zasady reakcje redukcji, w których substancje redukowane przejmują elektrony uwolnione w procesie utleniania. Na przykład, elektron uwolniony w reakcji 4.42 może być przyjęty przez jon wodorowy (proton)

H⁺+e~ -* yH₂    (redukcja)    4.43

Procesy 4.42 i 4.43 są nazywane półreakcjami, każdy z nich odtwarza tylko część zjawiska. Zjawiska te zachodzą jednocześnie i pełna reakcja daje się zapisać w postaci

y Ha+Fe⁵* <± H+ + Fe^

Elektron zostaje przeniesiony z postaci zredukowanej na postać utlenioną. Tego rodzaju reakcje są nazywane reakcjami utleniająco-redukcyjnymi lub reakcjami oksy-doredukcyjnymi.

114