46785 skanuj0010

Układ: metal — roztwór jonów nazywamy potogniwem lub zwyczajowo ełefctrodą.

Zatem ogniwo składa słf z dwóch półogniw (elektrod). Oba metale w ogniwie wraz z ewentualnymi przewodami i odbiornikami prądu elektrycznego tworzą zewnętrzny obwód ogniwa, natomiast roztwór (ewentualnie roztwory) jonów — obwód wewnętrzny.

^ Pytania i polecenia

7.9.    TBfcq«M*i»trwii72 jfWrc«hp.Ł»6nnwu/Aptuimicpjiyyni riwMOtaa:

CU** + Za—*-Co » Za*’

OMm. ik gODÓ* aactfii wydiiei ńc z (omom. fctel pnr|dzie do ńego tk5 g cy^a.

7.10.    Wylaij S Murek trhnjth i S biurek mścdzaojtli * Uroicie b«tó» o średnicy ot 2 aa- Ultó bluzka na znam. jedaa na dnpej. przeUadajac jc krażkanubibtiy o średnicy ot J aa iwiltoaynu roztworaai knn solnego o Sonia 0.1 atol • (ta⁴. Pierwsza i oHiiiim Ma tzke polan pamodani s zacukasa woUoraioza. Czy ztedowaay skład je* ogniwem? M omcaia mc wskazania wokooicrza. jeżei dotuay kilka kzaźktw molowych?

7.6. Siła elektromotoryczna ogniwa

Pod koniec XVIII wieku zauważono. <Galvani. Volta), że dwa metal# zetknięte ze sobą uzyskują ładunki elektryczne przeciwnego znaku. Zatem w momencie połączenia musi następować przemieszczenie się nośników la dunków elektrycznych z. jednej fazy metalicznej do drogiej. Takimi nośniku mi ładunków w metalach, gdzie występuje wiązanie metaliczne, są jony I elektrony. Dziś wiemy, że spostrzeżenie Galvaniego i Volty ma chaiak ter ogólny.

Dwie dowolne fazy zetknięte i« sobą ładują się przeciwnymi znakami |hm! warunkiem, że obie mą|ą (akie nośniki ładunku, które mogą wymieniać między sobą.

Zanurzając metal do roztworu jonów, czyli konstruując półogniwo, doprowadza my właśnie do styku dwóch różnych faz. Skutkiem tego zetknięci)! minimalna część jonów przechodzi do roztworo, a metal mając teraz nad miar elektronów uzyskuje względem niego ładunek ujemny. Mówimy, U> między metalem i roztworem występuje różnica potencjałów elektrycznych, którą nazywamy potencjałem półogniwa lub potencjałem elektrodowym. Przyczyną przemieszczania się jonów z metalu do roztworu Jest leli przyciąganie przez fazę ciekłą, co określamy jako powinowactwo chemiczne jonów do danej fazy’. Im jest większe to powinowactwo, tym więks/n leż jest różnica potencjałów między metalem a roztworem. Dla jonów różnych ntcłill

rr*Utl ¹ roztwór 73. Struktura podatyarj wanny ctrk-oyewi

ma ono różna wartość. Zatem potencjał półogniwa zależy od rodzaju użytego w nim metalu.

W miarę przechodzenia jonów do roztworu metal ładuje się względem niego coraz hardziej ujemnie. Rosną więc 'iły przyciągania pomiędzy dodatnimi jonami w roztworze a ujemnie naładowaną powierzchnią metalu. Prowadzi to do powstania stanu równowagi dynamicznej. w której na jednostkę czasu laka sama liczba jonów przechodzi do roztworu, co wbudowuje się z powrotem w strukturę metalu. Jednocześnie na granicy faz od strony metalu występuje nadmiar elektronów w stosunku do jonów dodatnich, zaś od strony roztworu — nadmiar jooów dodatnich w stosunku do ujemnych. W ten sposób powstaje tzw. podwójna warstwa elektryczna, a potencja! elektrodowy uzyskuje stałą wartość (rys. 7.5).

Wartości potencjału półogniwa nie da się zmierzyć. Nie istnieje żadna metoda pomiaru bewzgłędnej wartości różnicy potencjałów występującej na granicy dwóch różnych fez. Spróbujmy to wyjaśnić konstruuje pewien model. Wyobraźmy sobie, że przy pomiarze różnicy potencjałów posługujemy się woltomierzem. W tym celu Jeden z jego zacisków musimy połączyć przewodem z metalem półogniwa a drugi z roztworem. Tak powstaje układ:

Jeden

przewód miernika (metal) Cu

metal

półogniwa

Zn

nttwot

Jonów

Zn“

drugi

przewód miernika

Cu

badane półogniwo

__dodatkowe półogniwo

ogniwo

Zwróćcie uwagę, że stworzyliśmy tu dwie dodatkowe granice faz (oznaczone niebieskim kolorem), na których też występują pewne różnice potencjałów. Zatem przeprowadzony pomiar będzie dotyczył nic tylko różnicy potencjałów na granicy faz badanego półogniwa, ale sumy różnic potencjałów na wszystkich trzech granicach.

Zauważcie również, żc wprowadzjąc przewód (metal) do roztworu jonów badanego półogniwa, zbudowaliśmy w naszym modelu dodatkowe półogniwo. Zatem cały układ stul .się teraz ogniwem. Zakładając, żc metalem w badanym półogniwic był cynk u roztwór zawierał jony Zn¹*, natomiast