383

A HibUl. IM1U.1 ,Vv»«    :i>, r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >*}

12 6 TERMODYNAMIKA OGNIW ELEKTROCHEMICZNYCH

12.6. TERMODYNAMIKA OGNIW ELEKTROCHEMICZNYCH

Jak juz stwierdzono w p 10.2, w czasie gdy w ogniwie elektrochemicznym zachodzi reakcja chemiczna, ogniwo może dostarczać pracy elektrycznej. Pracę tę możemy obliczyć przez pomnożenie różnicy potencjałów obu elektrod przez ładunek pomiędzy nimi przepływający. Pracę taką. jako oddaną przez ogniwo, uważamy za ujemną:

“'a = -qB

Jak wiadomo z p 12.3. napięcie pomiędzy elektrodami ogniwa jest zalezne od natężenia prądu. Obniża się ono w miarę wzrostu natężenia pobieranego prądu, a rośnie do pewnej wartości granicznej E. zwanej siłą elektromotoryczną, w miarę jak natężenie prądu zmniejszamy do wartości nieskończenie małej. Praca elektryczna wykonana wówczas jest największą, maksymalną pracą, jaką przy przepływie danego ładunku można uzyskać w rozważanym ogniwie. Ogniwo pracuje wówczas w sposób odwracalny, a elektryczna praca maksymalna stanowi miarę zmian entalpii swobodnej ogniwa. AG:

(12.21)

AG = —qE

Ładunek elektryczny można wyrazić w postaci iloczynu stałej Faradaya. 1 F = 96485 C mol i liczby moli elementarnych ładunków, które przepłynęły przez ogniwo, n. Wzór <12.21) przybiera wówczas postać

AG =—nFE

(12 22)

Jego silę elektromotoryczną przedstawia równanie przytoczone już w p. 12.5

AG* - -2FE - -2 96485 1.105 - -213.2 kJ mol

Dla przypadku, gdy a_tv = <*zn - = 1. obliczyliśmy, iz E = +1.105 V. Wynika stąd, żc jeśli w opisanych warunkach <«cu • = o/„<- = I, T = 298.15 K) jeden mol jonów cynku przejdzie do roztworu, a równocześnie 1 mol jonów miedzi osadzi się na elektrodzie, to ładunek, który przepłynie przez obwód zewnętrzny, będzie ładunkiem 2 moli elektronów, tzn. 2F — 2 -96485 C. W takim przypadku zmiana entalpii swobodnej wyniesie