bg‑gold

Reakcje zachodzące w ogniwach

Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższymi przykładami zadań związanymi z reakcjami, które zachodzą na ogniwach.

Zapis równań reakcji

Przykład 1

Zapisz równania reakcji zachodzące w ogniwie o schemacie:

(-) Ni | {Ni}^{2 +} | | {Cu}^{2 +} | Cu (+)

AnodąanodaAnodą (-) jest półogniwopółogniwopółogniwo $Ni | {Ni}^{2 +}$ , na którym zachodzi reakcja utlenianiautlenianieutleniania. KatodąkatodaKatodą (+) jest półogniwo $Cu | {Cu}^{2 +}$ , na którym zachodzi reakcja redukcjiredukcjaredukcji.

A (-) Ni \to {Ni}^{2 +} + 2 e^{-}

K (+) {Cu}^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu

Sumaryczne równanie reakcji, które zachodzi w ogniwie, otrzymuje się dodając stronami reakcje zachodzącą na anodzie i katodzie:

Ni + {Cu}^{2 +} \to {Ni}^{2 +} + Cu

Przykład 2

Zapisz równania reakcji zachodzące w ogniwie o schemacie:

(-) Pt | I_{2}, I^{-} | | {MnO}_{4}^{-}, {Mn}^{2 +}, H_{3} O^{+} | Pt (+)

Jest to ogniwo redoks. Anodą (-) jest półogniwo $Pt | I_{2}, I^{-}$ , na którym zachodzi reakcja utleniania, zaś katodą (+) jest półogniwo $Pt | {Mn}^{2 +}, {MnO}_{4}^{-}, H_{3} O^{+}$ , gdzie zachodzi reakcja redukcji.

A (-) 2 I^{-} \to I_{2} + 2 e^{-}

K (+) {MnO}_{4}^{-} + 8 H_{3} O^{+} + 5 e^{-} \to {Mn}^{2 +} + 12 H_{2} O

Liczba elektronów, oddanych przez reduktorreduktorreduktor i przyjętych przez utleniaczutleniaczutleniacz, 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.

A (-) 2 I^{-} \to I_{2} + 2 e^{-} | \cdot 5

K (+) {MnO}_{4}^{-} + 8 H_{3} O^{+} + 5 e^{-} \to {Mn}^{2 +} + 12 H_{2} O | \cdot 2

A (-) 10 I^{-} \to 5 I_{2} + 10 e^{-}

K (+) 2 {MnO}_{4}^{-} + 16 H_{3} O^{+} + 10 e^{-} \to 2 {Mn}^{2 +} + 24 H_{2} O

Sumaryczne równanie reakcji, które zachodzi w ogniwie, otrzymuje się na podstawie dodania do siebie stron reakcji zachodzącej na anodzie i katodzie:

2 {MnO}_{4}^{-} + 16 H_{3} O^{+} + 10 I^{-} \to 5 I_{2} + 2 {Mn}^{2 +} + 24 H_{2} O

Przykład 3

Zapisz równania reakcji zachodzące w ogniwie o schemacie:

(-) Ag | {Ag}^{+} (c_{1}) | | {Ag}^{+} (c_{2}) | Ag (+)

Jest to ogniwo stężeniowe, zbudowane z dwóch takich samych elektrod metalicznych zanurzonych w roztworze elektrolituelektrolitelektrolitu, który zawiera jony tego metalu, ale ich stężenia są różne ( $c_{1} < c_{2}$ ). Anodą (-) jest półogniwo o niższym stężeniu jonów potencjałotwórczych, z kolei katodą (+) jest półogniwo o wyższym stężeniu jonów potencjałotwórczych.

A (-) Ag \to {Ag}^{+} (c_{1}) + e^{-}

K (+) {Ag}^{+} (c_{2}) + e^{-} \to Ag

Sumaryczna reakcja zachodząca w ogniwie:

Ag + {Ag}^{+} (c_{2}) \to {Ag}^{+} (c_{1}) + Ag

Przebieg reakcji redoks

Przykład 4

Jak będzie przebiegała reakcja redoksreakcja redoksreakcja redoks w półogniwie $Pt | {SO}_{4}^{2 -}, {SO}_{3}^{2 -}, {OH}^{-}$

{SO}_{4}^{2 -} + H_{2} O + 2 e^{-} ⇆ {SO}_{3}^{2 -} + 2 {OH}^{-}

jeżeli zostanie ono zestawione z półogniwem wodorowym $Pt | H_{2} | H_{3} O^{+}$ ?

2 H_{3} O^{+} + 2 e^{-} ⇆ H_{2} + 2 H_{2} O

Wskaż anodę i katodę. Przedstaw schemat tego ogniwa. Zapisz równania reakcji zachodzące na półogniwach oraz sumaryczne równanie reakcji ogniwa.

{E °}_{{SO}_{4}^{2 -} | {SO}_{3}^{2 -}} = - 0,93 V

{E °}_{H_{3} O^{+} | H_{2}} = 0,00 V

Katodą (+) będzie półogniwo $Pt | H_{2} | H_{3} O^{+}$ , a anodą (-) półogniwo $Pt | {SO}_{4}^{2 -}, {SO}_{3}^{2 -}, {OH}^{-}$ , ponieważ:

{E °}_{H_{3} O^{+} | H_{2}} > {E °}_{{SO}_{4}^{2 -} | {SO}_{3}^{2 -}}

Skoro półogniwo $Pt | {SO}_{4}^{2 -}, {SO}_{3}^{2 -}, {OH}^{-}$ jest anodą, to zachodzi na nim reakcja utleniania jonów ${SO}_{3}^{2 -}$ do jonów ${SO}_{4}^{2 -}$ . Schemat tego ogniwa:

(-) Pt | {SO}_{3}^{2 -}, {SO}_{4}^{2 -}, {OH}^{-} | | H_{3} O^{+} | H_{2} | Pt (+)

A (-) {SO}_{3}^{2 -} + 2 {OH}^{-} \to S {O_{4}}^{2 -} + H_{2} O + 2 e^{-}

K (+) 2 H_{3} O^{+} + 2 e^{-} \to H_{2} + 2 H_{2} O

Sumaryczne równanie reakcji, które zachodzi w ogniwie, otrzymuje się na podstawie zsumowania stron reakcji zachodzącej na anodzie i katodzie:

2 H_{3} O^{+} + {SO}_{3}^{2 -} + 2 {OH}^{-} \to S {O_{4}}^{2 -} + 3 H_{2} O + H_{2}

Projektowanie ogniwa

Przykład 5

Zaprojektuj ogniwo, w którym zachodzi reakcja:

{Br}_{2} + {SO}_{3}^{2 -} + 2 {OH}^{-} \to {SO}_{4}^{2 -} + H_{2} O + 2 {Br}^{-}

Podaj schemat tego ogniwa oraz zapisz równanie reakcji, zachodzące na anodzie i katodzie.

Schemat ogniwa:

(-) Pt | {SO}_{3}^{2 -}, {SO}_{4}^{2 -}, {OH}^{-} | | {Br}_{2} | {Br}^{-} | Pt (+)

Równania reakcji zachodzące na anodzie i katodzie:

A (-) {SO}_{3}^{2 -} + 2 {OH}^{-} \to {SO}_{4}^{2 -} + H_{2} O + 2 e^{-}

K (+) {Br}_{2} + 2 e^{-} \to 2 {Br}^{-}

Zapisywanie równań reakcji zachodzących w ogniwach.5480Brawo! Poziom został zaliczony!Niestety, poziom nie został zaliczony.1

Test

Zapisywanie równań reakcji zachodzących w ogniwach.

Czy potrafisz sprawnie zapisywać równania reakcji zachodzących w ogniwach? Rozwiąż quiz sprawdzający. Gra składa się z trzech poziomów z limitem czasowym. Aby przejść do następnego etapu, najpierw musisz rozwiązać poprzedni. Powodzenia!

Liczba pytań:

Limit czasu:

4 min

Pozostało prób:

1/1

Twój ostatni wynik:

Zapisywanie równań reakcji zachodzących w ogniwach.

Pytanie 1/5

Twój ostatni wynik -

RSnL99zlaoyy31