22211

Reakcje elektrodowe

Reakcje elektrodowe dotyczą przepływu ładunku z elektrody do roztworu lub z roztworu do elektrody-można je określić mianem reakcji redox. Dotyczą one procesów utleniania i redukcji.

Cu,.,	utleni a rwe " 2e >	CiW
Cu*,)^2*	+2e	Cu,.,

Ogólne równanie wszystkich reakcji elektrodowych

Postać utleniona + ne    postać zredukowana

Ogólną postać reakcji elektrodowych przedstawiamy często w postaci reakcji połówkowych Przykład ogniwa: ęgn!WQ Panięlla

W ogniwie Daniella, którego schemat można zapisać:

A (-) Zn | Zn²' I I Cu²’ | Cu (+) K

Przebiega reakcja chemiczna:

Zn + Cu²* -» Zn²* + Cu Na anodzie zachodzi proces utleniania Zn Zn²* + 2e A na katodzie proces redukcji:

Cu²* + 2e -» Cu

W elektroanalizie chemicznej stosuje się dwa rodzaje ogniw:

•    Ogniwa galwaniczne (elektrochemiczne)

•    Ogniwa elektrolityczne

Ogniwo galwaniczne to układ zawierający dwie płyty, najczęściej z metalu lub grafitu zanurzone w roztworze lub roztworach elektrolitów.

W ogniwie zachodzi egzoenergetyczna reakcja utleniania- redukcji. Znaczna część uwalnianej energii zostaje przekazana do otoczenia w postaci pracy elektrycznej.

Ogniwo składa się z dwóch półogniw, które są układem dwufazowym. Faza metaliczna (lub grafitowa) półogniwa nazywa się elektrodą. Reakcja chemiczna zaczyna przebiegać w momencie połączenia elektrod przewodnikiem metalicznym a roztworów tzw. kluczem elektrolitycznym ( rurka zawierająca roztwór soli zamknięta materiałem półprzepuszczalnym) umożliwiającym przepływ jonów przy jednoczesnym zabezpieczeniu przed mieszaniem się roztworów.

Na anodzie zachodzi proces utleniania a na katodzie proces redukcji.

Siła elektromotoryczna ogniwa (SEM) równa jest różnicy potencjałów wewnętrznych między przewodnikami wykonanymi z tego samego metalu, dołączonymi do anody i katody, gdy przez ogniwo nie przepływa prąd elektryczny. Można ją wyznaczyć doświadczalnie lub obliczyć korzystając z tzw. potencjałów standardowych.

Za punkt odniesienia przyjmuje się standardowe półogniwo wodorowe (SPW), którego potencjał ustalony umownie jest równy zero. SEM ogniwa zbudowanego z półogniw standardowych (stężenia jonów w roztworze równe 1 mol/dm3) oblicza się z różnicy potencjałów standardowych katody i anody

SEM = E°< - E°,