122530

2. Skala potencjałów położni w.

"G25J

Pt

Za zero przyjęto potencjał półogniwa (elektroda z jej roztworem ) wodorowego:

1.    elektroda platynowa pokryta czernią platynową (rozwinięta powierzchnia).

2.    roztwór jonów H^ł (kwas solny) o aktywności (stężeniu) I mol/dm lub I mol/kgHjO

3.    gazowy H₂ o aktywności (ciśnieniu) latm w każdej temperaturze.

Budując ogniwo z elektrody wodorowej (standardowej) i badanej elektrody i mierząc różnicę potencjałów (przy otwartym ogniwie czyli metodą kompensacyjną) otrzymuje się potencjał elektrody (Jt). Jest to równocześnie SEM wzorcowego ogniwa.

Przykład 2.1

Napisać reakcje zachodzące w ogniwie złożonym z wzorcowej elektrody wodorowej i elektrody miedziowej. W jakim kierunku płyną elektrody w zewnętrznym przewodniku ogniwa?

Elektroda wodorowa jest umieszczona na schemacie w pozycji lewej (anodowej) ze schodzeniem do roztworu jonów    H₂ -e —> H^ł

Zgodnie z przyjętym ustalenie o schodzeniu jonów H\ na tej drugiej elektrodzie umowa wymaga napisania reakcji: Cu²⁺ +2e -> Cu⁰

Sumaryczna reakcja ogniwa ( z równą ilością elektronów w reakcjach połówkowych):

H₂ +Cu²*    2H⁺ +Cu° reakcja formalna, umowna

Z punktu widzenia tych reakcji elektrony powinny płynąć od elektrody, która je pobiera od wodoru (platyna) do elektrody, która je przekazuje w reakcji jonom miedzi.

A jaki wyniknie kierunek elektronów w zewnętrznym przewodniku, gdy rozważyć potencjały elektrod?

Elektroda badana(np. Cu | Cu^2ł) ma (wzięty z tablic) potencjał 7^-_u|c/* = 0,345V Elektroda wodorowa standardowa ma z definicji potencjał zero.

Elektrony w zewnętrznym przewodniku płyną od platyny (potencjał 0) do miedzi (potencjał +0.345V). Elektrony płyną od elektrody bardziej ujemnej (bogatszej w elektrony) do elektrody mniej ujemnej, uboższej w elektrony. Wniosek o kierunku przepływu elektronów w zewnętrznym przewodniku ogniwa wynikający z potencjałów pokrywa się z umowną, formalną reakcją.

Reakcja formalna jest tutaj jednocześnie reakcją realną.

Standardowa siła elektromotoryczna ogniwa E® = ic® -Jl®

Wzór ten zastosuję do przykładu 2.1 E® = n® -n,® = ⁿc 2+^0 _wł *-K)J45V-o = *0.345V

Gdy SEM wychodzi dodatnie, to reakcja formalna jest równocześnie reakcją biegnącą w ogniwie.

Blaszka platynowa omywana wodorem zanurzona w roztworze kwasu jest tutaj anodą, blaszka miedziana zanurzona w roztworze soli miedzi jest tutaj katodą.

Przykład 2.2 Narysować zgodnie z konwencją schemat ogniwa wzorcowego dla elektrody cynkowej o potencjale standardow-ym ^2n²*tZn° = -0,762V

Podać reakcję sumaryczną faktycznie zachodzącą w' ogniwie po połączeniu elektrody wodorowej i cynkowej. W którą stronę płyną elektrony w zewnętrznym przewodniku ogniwa?

Opracowanie: dr in2. B. Andruszkiewicz