Chemiazbzad6

Ogniwa. Wyznaczenie anody i katody

lub równaniem jonowym:

Zn + Cu²⁺ — Zn²⁺ + Cu

Obojętny atom cynku oddaje dwa elektrony, stając się jonem cynku(II), natomiast jon miedzi(II) pobiera dwa elektrony, stając się atomem miedzi. Proces ten opisują dwa równania połówkowe:

utlenienie: Zn —- Zn²⁺ + 2 e“ redukcja: Cu²⁺ + 2e' —► Cu

Można zatem zbudować dwa półogniwa:

I    półogniwo stanowi płytka miedziana zanurzona w roztworze CuS0₄,

II    półogniwo stanowi płytka cynkowa zanurzona w roztworze ZnS0₄.

Tego typu półogniwa nazywamy elektrodami I rodzaju (metal zanurzony w roztworze swojej soli). Jeśli roztwór soli w półogniwie ma stężenie 1 mol/dnT, to półogniwo takiena-zywamwnółogniwem standardowym.

Aby ogniwo zaczęło pracować, oba półogniwa muszą być połączone kluczem elektrolitycznym. Symbolicznie schemat ogniwa zaznaczamy, pisząc od lewej strony symbol metalu, potem stawiamy kreskę oznaczającą granicę faz metal-roztwór, następnie zapisujemy skład roztworu i stawiamy dwie kreski sygnalizujące obecność klucza elektrolitycznego. Za kluczem zapisujemy skład drugiego roztworu, kreskę oznaczającą granicę faz roztwór-metal i na końcu symbol metalu.

Zn|Zn^{2 +} | |Cu²⁺|Cu

anoda

A katoda

klucz elektrolityczny

Dodatkowo na schemacie ogniwa zaznacza się stężenia jonów w obu pólogniwach, ale jeśli stężenia te wynoszą 1 mol dm . to można je pominąć.

Zgodnie z konwencją sztokholmską po lewej stronie zaznaczamy półogniwo będące anodą, a po prawej - będące katodą. .Anodą nazywamy to półogniwo, w którym zachodzi proces utlenienia, katodą zaś półogniwo, w którym zachodzi proces redukcji. Nazwy anoda i katoda są związane z procesem elektrodowym, a nie znakiem elektrody.

W tak przygotowanym ogniwie połączenie elektrod, czyli płytek metali, przewodnikiem powoduje przepływ elektronów przez przewodnik z równocześnie zachodzącymi procesami elektrodowymi. Mówimy wtedy, że ogniwo pracuje. W..ogniwie proces redukcji zacho-

dowy elektrody miedzianej wynosi +0,34 V, a potencjał elektrody cynkowej -0,76 V, stąd elektroda cynkowa jest anodą.

Podczas pracy ogniwa anoda zyskuje ładunek ujemny (-), natomiast katoda - ładunek dodatni (+). Elektrony płyną od anody do katody. Przepływ prądu zaznaczamy od katody do anody.

Klucz elektrolityczny zamyka obwód prądu. Aniony zawarte w kluczu przemieszczają się w stronę elektrody cynkowej, gdyż w roztworze anodowym na skutek rozpuszczenia się metalicznego cynkiystnieje niedobór reszt kwasowych, j**