Z chemią w przyszłość

Elektrochemia
195
SEM takiego ogniwa będzie różnicą potencjałów
obu półogniw:
e
E
1
SEM = E 1 – E 2
0 059 c
= E °
,
+ log
z c
utl
red
gdzie:
c utl – stężenie utleniacza (jony Fe 3+ pochodzące
np. z roztworu FeCl 3 ),
c red – stężenie reduktora (jony Fe 2+ pochodzące
np. z roztworu FeCl 2 ).
Pt I Sn 2+ , Sn 4+ II Fe 3+ , Fe 2+ I Pt
Anoda (–) Katoda (+)
Sn 2+ Sn 4+ + 2e 2Fe 3+ + 2e 2Fe 2+
Rys. 8.6. Schemat ogniwa redoksowego
E 2 obliczamy, wprowadzając odpowiednio jako c utl stężenie jonów Sn 4+ pochodzących np.
z roztworu SnCl 4 , a jako c red – stężenie jonów Sn 2+ pochodzących np. z roztworu SnCl 2 .
W tym ogniwie powstanie różnicy potencjałów zależy od stosunku stężenia formy utlenionej
do zredukowanej. Ogniwa takie noszą nazwę ogniw redoksowych. Nazwa ta jest
często myląca, gdyż w istocie przekonaliście się, że podstawą pracy wszystkich ogniw są
reakcje utleniania-redukcji.
8.2.3. Zastosowanie ogniw
W życiu codziennym właściwie na każdym kroku wykorzystuje się tzw. baterie, które nie są
niczym innym niż ogniwami wytwarzającymi energię elektryczną w wyniku zachodzących
reakcji chemicznych.
Znanym ogniwem jest tzw. suche
ogniwo Leclanchégo stosowane w lampach
błyskowych, radiach, pilotach itp.
Ogniwo to (zwane też kwaśnym) zbudowane
jest z kubka cynkowego (stanowiącego
anodę) zawierającego pręt grafitowy
(katoda) otoczony wilgotną pastą złożoną
z MnO 2 , ZnCl 2 i NH 4 Cl.
wosk oraz zamknięcie smołowe
zapobiegające wyschnięciu
blacha cynkowa
pręt węglowy
MnO 2 + grafit + nasycony NH 4 Cl (aq)
(w postaci pasty)
nasycony roztwór NH 4 Cl
Na elektrodach takiego ogniwa zachodzą Rys. 8.7. Model ogniwa Leclanchégo
następujące reakcje chemiczne:
Anoda: Zn Zn 2+ + 2e
+
Katoda: 2MnO 2 + 2NH 4 + 2e Mn 2 O 3 + 2NH 3(aq) + H 2 O
Sumarycznie procesy zachodzące w tym ogniwie można przedstawić równaniem:
Zn + 2MnO 2 + 2NH 4
+
= Zn 2+ + Mn 2 O 3 + 2NH 3(aq) + H 2 O