Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Połącz pojęcie z odpowiednią definicją.

R1LU1IE2n1J3x

elektrolit Możliwe odpowiedzi: 1. przewodnik elektryczny jonowy (zwany też przewodnikiem drugiego rodzaju), w którym poruszające się jony przenoszą ładunki elektryczne i przewodzenie prądu zawsze jest związane z transportem masy, 2. mostek solny, urządzenie łączące elektrolity w naczyniu elektrolitycznym, którego głównym zadaniem jest zmniejszenie potencjału dyfuzyjnego między tymi elektrolitami i zapobieżenie ich mieszaniu się, 3. układ złożony z przewodnika elektronowego (metal, półprzewodnik), stykającego się z przewodnikiem jonowym (najczęściej ciekły elektrolit), w którym może przebiegać reakcja elektrodowa utleniania‑redukcji półogniwo Możliwe odpowiedzi: 1. przewodnik elektryczny jonowy (zwany też przewodnikiem drugiego rodzaju), w którym poruszające się jony przenoszą ładunki elektryczne i przewodzenie prądu zawsze jest związane z transportem masy, 2. mostek solny, urządzenie łączące elektrolity w naczyniu elektrolitycznym, którego głównym zadaniem jest zmniejszenie potencjału dyfuzyjnego między tymi elektrolitami i zapobieżenie ich mieszaniu się, 3. układ złożony z przewodnika elektronowego (metal, półprzewodnik), stykającego się z przewodnikiem jonowym (najczęściej ciekły elektrolit), w którym może przebiegać reakcja elektrodowa utleniania‑redukcji klucz elektrolityczny Możliwe odpowiedzi: 1. przewodnik elektryczny jonowy (zwany też przewodnikiem drugiego rodzaju), w którym poruszające się jony przenoszą ładunki elektryczne i przewodzenie prądu zawsze jest związane z transportem masy, 2. mostek solny, urządzenie łączące elektrolity w naczyniu elektrolitycznym, którego głównym zadaniem jest zmniejszenie potencjału dyfuzyjnego między tymi elektrolitami i zapobieżenie ich mieszaniu się, 3. układ złożony z przewodnika elektronowego (metal, półprzewodnik), stykającego się z przewodnikiem jonowym (najczęściej ciekły elektrolit), w którym może przebiegać reakcja elektrodowa utleniania‑redukcji

Ćwiczenie 2

R18RxjVO8MUFG

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1IhacmSjdFlu

R16V1WqbpW4rG1

Ćwiczenie 3

Ćwiczenie 4

Siła elektromotoryczna poniższego ogniwa wynosi $0,60 V$ (warunki standardowe).

$(-) Cr | {Cr}^{3 +} | | {Pb}^{2 +} | Pb (+)$

Napisz równania reakcji zachodzących na elektrodach (w półogniwach).

R1AT0sKngE3s6

RvLJf31rHfL2h

Anoda: $2 {Cr}^{0} \to 6 e^{-} + 2 {Cr}^{3 +}$

Katoda: $3 {Pb}^{2 +} + 6 e^{-} \to 3 {Pb}^{0}$

Ćwiczenie 5

Dwa kawałki metalicznego srebra zanurzono w dwóch naczyniach, zawierających jony ${Ag}^{+}$ o różnym stężeniu. Roztwory połączono kluczem elektrolitycznym. Wiedząc, że w naczyniu $I$ stężenie jonów ${Ag}^{+}$ ( $c_{I}$ ) jest większe od stężenia jonów ${Ag}^{+}$ (cIndeks dolny II) w naczyniu $II$ , określ, która elektroda (w naczyniu $I$ czy $II$ ) posiada wyższy potencjał. Podaj schemat ogniwa oraz określ jego rodzaj.

R1KZvrae00TUZ

R1VQISeC6nmat

Schematyczny zapis ogniwa, zgodnie z konwencją sztokholmską:

(-) anoda | elektrolit | | elektrolit | katoda (+)

gdzie:

$| |$ – oznacza klucz elektrolityczny;
$|$ – oznacza powierzchnię styku między przewodnikiem jonowym elektrolitem a przewodnikiem elektronowym (katodą, anodą).

$(-) Ag | {Ag}^{+} (c_{II}) | | {Ag}^{+} (c_{II}) | Ag (+)$ – ogniwo stężeniowe

Elektroda w naczyniu nr $I$ jest katodą, ponieważ, zgodnie z równaniem Nernsta, posiada wyższy potencjał (większe stężenie jonów potencjałotwórczych).

Ćwiczenie 6

Zbudowano ogniwo galwaniczne, składające się z następujących półogniw:

$Ag, AgCl | {Cl}^{-} E^{0} = 0,222 V$

$Pt | {Fe}^{2 +}, {Fe}^{3 +} E^{0} = 0,771 V$

Na podstawie danych podaj schemat ogniwa oraz oblicz jego SEM.

RdPubUMHC1khv

R10kZxHDvFaE4

Schematyczny zapis ogniwa zgodnie z konwencją sztokholmską:

$(-) anoda | elektrolit | | elektrolit | katoda (+)$

gdzie:

$| |$ – oznacza klucz elektrolityczny,

$|$ – oznacza powierzchnię styku między elektrolitem a katodą/anodą.

$Ag, AgCl │ {Cl}^{-} | | {Fe}^{3 +}, {Fe}^{2 +} | Pt$

$SEM = 0,771 - 0,222 = 0,549 [V]$

Ćwiczenie 7

Skonstruowano ogniwo galwaniczne, w którym przebiega reakcja opisana następującym równaniem:

Al + 3 {Ag}^{+} \to 3 Ag + {Al}^{3 +}

Na jego podstawie podaj schemat ogniwa oraz oblicz jego SEM.

$E_{Al, {Al}^{3 +}}^{0} = - 1,698 V$

$E_{Ag, {Ag}^{+}}^{0} = + 0,799 V$

RnuwV3SQDaQjS

RODaI75AsJ23D

$SEM = (E_{I}^{0} - E_{II}^{0}) - \frac{2,303 RT}{zF} \log \frac{[{Me}_{II}^{z +}]}{[{Me}_{I}^{z +}]}$

$Al | {Al}^{3 +} | | {Ag}^{+} | Ag$

$SEM = 2,497 V$

Ćwiczenie 8

Zaprojektuj ogniwo, w którym anodę będzie stanowiło półogniwo cynkowe. Podaj schemat tego ogniwa oraz sumaryczną reakcję zachodzącą w ogniwie.

RgU59rHJQRnD4

RNk3aaOo1grmu

Schematyczny zapis ogniwa, zgodnie z konwencją sztokholmską:

(-) anoda | elektrolit | | elektrolit | katoda (+)

gdzie:

$| |$ – oznacza klucz elektrolityczny;
$|$ – oznacza powierzchnię styku między przewodnikiem jonowym elektrolitem a przewodnikiem elektronowym (katodą, anodą).

$Zn | {Zn}^{2 +} | | {Cu}^{2 +} | Cu$

Sumaryczna reakcja zachodząca w ogniwie:

$Zn + {Cu}^{2 +} \to {Zn}^{2 +} + Cu$

Ćwiczenie 9

Zbudowano ogniwo złożone z dwóch półogniw redoks. Zdecyduj, jakie reakcje będą zachodziły na anodzie, a jakie na katodzie.

Zapisz równanie reakcji katodowej i anodowej oraz sumaryczne równanie reakcji, zachodzącej w czasie pracy ogniwa.

Półogniwo	Równanie połówkowe	Potencjał standardowy
$I .$	${Cr}^{3 +} + e^{-} ⇄ {Cr}^{2 +}$	$- 0,42 V$
$II .$	${MnO}_{2} + 4 H_{3} O^{+} + 2 e^{-} ⇄ {Mn}^{2 +} + 6 H_{2} O$	$+ 1,23 V$

R1FrYSmuw7WLU

Rni9yhJ1sRoMR

Reakcja katodowa: ${MnO}_{2} + 4 H_{3} O^{+} + 2 e^{-} ⇄ {Mn}^{2 +} + 6 H_{2} O$

Reakcja anodowa: $2 {Cr}^{2 +} \to 2 {Cr}^{3 +} + 2 e^{-}$

Sumaryczne równanie reakcji: ${MnO}_{2} + 4 H_{3} O^{+} + 2 {Cr}^{2 +} \to 2 {Cr}^{3 +} + {Mn}^{2 +} + 6 H_{2} O$

Animacja

Dla nauczyciela