Przeczytaj
Ćwiczenie zapisu równań reakcji zachodzących w ogniwach
Zapoznaj się z poniższymi przykładami zadań związanymi z reakcjami, które zachodzą na ogniwach.
Zapis równań reakcji
Zapisz równania reakcji zachodzące w ogniwie o schemacie:
AnodąAnodą (-) jest półogniwopółogniwo , na którym zachodzi reakcja utlenianiautleniania. KatodąKatodą (+) jest półogniwo , na którym zachodzi reakcja redukcjiredukcji.
Sumaryczne równanie reakcji, które zachodzi w ogniwie, otrzymuje się dodając stronami reakcje zachodzącą na anodzie i katodzie:
Zapisz równania reakcji zachodzące w ogniwie o schemacie:
Jest to ogniwo redoks. Anodą (-) jest półogniwo , na którym zachodzi reakcja utleniania, zaś katodą (+) jest półogniwo , gdzie zachodzi reakcja redukcji.
Liczba elektronów, oddanych przez reduktorreduktor i przyjętych przez utleniaczutleniacz, musi być jednakowa, dlatego należy dokonać bilansu elektronowo‑jonowego, stosując matematyczną metodę najmniejszej wspólnej wielokrotności. W tym przypadku wszystkie elementy równania reakcji utleniania należy pomnożyć przez 2, a reakcji redukcji przez 5.
Sumaryczne równanie reakcji, które zachodzi w ogniwie, otrzymuje się na podstawie dodania do siebie stron reakcji zachodzącej na anodzie i katodzie:
Zapisz równania reakcji zachodzące w ogniwie o schemacie:
Jest to ogniwo stężeniowe, zbudowane z dwóch takich samych elektrod metalicznych zanurzonych w roztworze elektrolituelektrolitu, który zawiera jony tego metalu, ale ich stężenia są różne (). Anodą (-) jest półogniwo o niższym stężeniu jonów potencjałotwórczych, z kolei katodą (+) jest półogniwo o wyższym stężeniu jonów potencjałotwórczych.
Sumaryczna reakcja zachodząca w ogniwie:
Przebieg reakcji redoks
Jak będzie przebiegała reakcja redoksreakcja redoks w półogniwie
jeżeli zostanie ono zestawione z półogniwem wodorowym ?
Wskaż anodę i katodę. Przedstaw schemat tego ogniwa. Zapisz równania reakcji zachodzące na półogniwach oraz sumaryczne równanie reakcji ogniwa.
Katodą (+) będzie półogniwo , a anodą (-) półogniwo , ponieważ:
Skoro półogniwo jest anodą, to zachodzi na nim reakcja utleniania jonów do jonów . Schemat tego ogniwa:
Sumaryczne równanie reakcji, które zachodzi w ogniwie, otrzymuje się na podstawie zsumowania stron reakcji zachodzącej na anodzie i katodzie:
Projektowanie ogniwa
Zaprojektuj ogniwo, w którym zachodzi reakcja:
Podaj schemat tego ogniwa oraz zapisz równanie reakcji, zachodzące na anodzie i katodzie.
Schemat ogniwa:
Równania reakcji zachodzące na anodzie i katodzie:
Stworzenie prostego działającego ogniwa jest możliwe również w domu. Jeśli posiadasz kawałek cynku i miedzi, ocet, słoik oraz kawałek drutu, możesz wykonać układ zaprezentowany na obrazku poniżej. Co prawda, nie wykorzystasz go do rozświetlenia żarówki, jednak wytwarzane natężenie pozwoli na zasilenie np. generatora melodii w kartkach okolicznościowych.
Słownik
półogniwo, na którym zachodzi reakcja utleniania; w ogniwie ma znak ujemny
substancja, która za pośrednictwem jonów przewodzi prąd elektryczny
półogniwo, na którym zachodzi reakcja redukcji; w ogniwie ma znak dodatni
potencjał półogniwa, w którym metal zanurzony jest w roztworze zawierającym jony potencjałotwórcze o stężeniu 1 , a gazy są pod ciśnieniem 1013 hPa w temperaturze 298 K (25°C), mierzony względem standardowego półogniwa wodorowego
zbudowane jest z przewodnika elektronowego, który jest zanurzony w przewodniku jonowym (najczęściej to roztwór odpowiedniego elektrolitu)
reakcja chemiczna, w której dochodzi do zmiany stopni utlenienia w pierwiastku chemicznych
przyjmowanie elektronów przez jony lub atomy pierwiastków w wyniku czego dochodzi do obniżenia stopnia utlenienia
pierwiastek podwyższający swój stopień utlenienia (utleniający się)
pojęcie umowne, które określa ładunek danego pierwiastka chemicznego w danym związku, przy założeniu, że wszystkie wiązania w tym związku maja charakter jonowy
pierwiastek obniżający swój stopień utlenienia (redukujący się)
oddawanie elektronów przez jony lub atomy pierwiastków w wyniku czego dochodzi do podwyższenia stopnia utlenienia
Bibliografia
Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Jones L., Atkins P., Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, tłum. Jan Kuryłowicz, Warszawa 2012.
Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia: Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa - Bielsko‑Biała 2010.