Z chemią w przyszłość

Elektrochemia
193
Znajomość wartości potencjału standardowego (E°) pozwala również na obliczenie SEM
każdego ogniwa. Jeśli E° dla elektrody cynkowej wynosi –0,76 V, a dla elektrody miedzianej
+0,34 V, SEM dla ogniwa Daniella w warunkach standardowych (stężenia elektrolitów
wynoszą 1 mol/dm 3 ) będzie wynosiła:
SEM = 0,34 V – (–0,76 V) = 1,10 V
Różnica potencjałów powstaje w wyniku samorzutnej zamiany energii chemicznej na
elektryczną.
Rozpatrzmy teraz wspólnie kilka problemów, które rozwiążemy, odwołując się do szeregu
napięciowego metali.
( PRZYKŁAD 8.1 )
Zapisz schemat dwóch ogniw, w których cyna raz będzie anodą, a raz katodą.
Oblicz SEM tych ogniw w warunkach standardowych oraz napisz cząstkowe równania
reakcji zachodzących w półogniwach i sumaryczne równanie pracy ogniwa.
Projektując dowolne ogniwo, musimy pamiętać, że anoda ma zawsze niższy potencjał,
a katoda wyższy.
• Jeżeli cyna ma być anodą, to katodą musi być metal leżący poniżej w szeregu elektrochemicznym
(o wyższym potencjale), np. Pb, Cu, Ag.
Schemat przykładowego ogniwa: (–) Sn I Sn 2+ ll Ag + I Ag (+)
SEM ogniwa:
SEM = 0,80 V – (–0,14 V) = 0,94 V
Równania cząstkowe:
Sn Sn 2+ + 2e
2Ag + + 2e 2Ag
Sumaryczne równanie reakcji: Sn + 2Ag + = 2Ag + Sn 2+
• Jeżeli zaś cyna ma być katodą, to anodą musi być metal o niższym potencjale, np. Ni,
Co, Fe, Zn.
Schemat przykładowego ogniwa: (–) Zn I Zn 2+ II Sn 2+ I Sn (+)
SEM ogniwa:
SEM = –0,14 V –(– 0,76 V) = 0,62 V
Równania cząstkowe:
Zn Zn 2+ + 2e
Sn 2+ + 2e Sn
Sumaryczne równanie reakcji: Zn + Sn 2+ = Sn + Zn 2+
( PRZYKŁAD 8.2 )
Do wodnego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) – CuSO 4 − wprowadzono blaszkę żelazną.
Ile gramów miedzi osadziło się na blaszce, jeśli jej masa wzrosła o 3,25 g?
W roztworze zaszła reakcja:
M Fe = 56
g
mol
CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu
M Cu = 63,5
g
mol