Teorie komórki Siarczan miedzi Half

proste ogniwo galwaniczne elektrochemiczny lub jak baterii wykorzystuje reakcję chemiczną do tworzenia prądu elektrycznego . Komórki tego rodzaju jest podzielony na dwie połowy komórki , z których każda zawiera reagent w roztworze , zwanyelektrolitem . Jednym z rodzajów półogniwa zawiera elektrodę miedzi zanurzonej w elektrolicie rozpuszczonego siarczanu miedzi. Reakcja

Brak reakcji odbędzie się w połowie komórki siarczanu miedzi przez siebie . Wyobrazić sobie jednak , że przewód połączony z elektrodą miedzi do cynku w elektrodzie innym półogniwa , następnie dodaje się sól " mostek ", który może się przemieszczać ładunków pomiędzy dwoma elektrolitami . Będzie teraz uzyskaćprądu pomiędzy dwiema pół komórek , ponieważreakcja chemiczna zachodzi . Reakcja ta polega na utlenianiu (utrata elektronów ) cynku i redukcji ( przyrost elektronów ) miedzi , choć dwie połówki reakcji odbywają się w różnych komórkach .
Potencjały

Przypuśćmy, że mierzone napięcie między swoimi komórkami miedzi i cynku stosując pół woltomierz . Zakładając, że stężenie substancji rozpuszczonej w obu jest jeden molowy imiedź i cynk są czyste , co można uzyskać wartość zbliżoną do 1,10 V . Jeśli umieścić pół komórki siarczanu miedzi wraz z pół komórki zawierającej elektrody chlorku srebra i elektrolit srebra , jednak co można uzyskać napięcie około 0,12 (znowu zakładając jednego stężenia molowego w obu elektrolitów ) . Oczywiście ,napięcie zależy od dwóch pół komórek wybrać.
Standardowa potencjałów Foto

W celu zapewnienia standardu porównania, chemicy używają tak zwanych " średnia potencjał " mierzona w odniesieniu do " standardowej elektrody wodorowej "lub oNA . Nie ma nic szczególnie specjalnego o ona per se; to jest po prostuwygodne odniesienia (innej pół komórka może służyć za punkt odniesienia , a nie ) . W porównaniu do onasiarczan miedzi półogniwa ma napięcia 0,34 V, to jest jego potencjał standardowy . Aby uzyskać standardowego potencjału , E &st;, jakiejkolwiek innej pół komórki w połączeniu z miedzi siarczan pół komórki , należy użyć standardowych potencjałów . Potencjał standardowy półogniwa cynkiem , na przykład , jest -0,76 , więc jeśli dodać 0,76 i 0,34 , otrzymasz 1,10 . Standardowy potencjał chlorkiem srebra półogniwa , przeciwnie, 0,22 , więcpotencjał standardowy dla kombinacji dwóch pół komórki wynosi 0,12 .
Nernsta Równanie

potencjały standardowe są wyceniane w normalnym ciśnieniu atmosferycznym, stosując elektrolity o stężeniu molowym . Jeślistężenie siarczanu miedzi jest jeden molowy jednaknapięcie będzie inaczej - co jest dokładnie to, co się stanie , jakwyczerpaniu baterii . Aby obliczyć napięcie podane inne stężenia , można skorzystać z równania Nernsta . W temperaturze pokojowej , w tym słynne równanie jest w następujący sposób : E = E &stopni; - ( 0,05917 /n ) log P , gdzie n toliczba elektronów , które zmieniają się za ręce w czasie reakcji i Q jest ilorazem reakcji . Dla każdej reakcji wW + XX - > yy + ZZ można zbliżyć iloraz reakcji jako ( [ Z] ^ z [ Y ] ^ r ) /( [X] ^ x [W] ^ W) , gdzieliczba w nawiasie oznacza stężenie . Należy jednak zauważyć, że w przypadkureagent lub produkt jestczystą substancję lub wczystej postaci , to nie pojawia się iloraz reakcji; po prostu zostawić go całkowicie .