Zadanie 9.
Potencjały półogniw zależą od stężeń reagentów biorących udział w procesach elektrochemicznych. Jeżeli metal Me jest zanurzony w roztworze zawierającym jony tego
metalu o ładunku n+ i o stężeniu cMen+, to potencjał takiego półogniwa można obliczyć za pomocą równania Nernsta. Dla układu Men+/ Me w temperaturze 298 K to równanie ma postać:
gdzie E° jest potencjałem standardowym redukcji tego półogniwa.
Na podstawie: M.J. Sienko, R.A. Plane, Chemia. Podstawy i zastosowania, Warszawa 2002.
Zadanie 9.2.
Ogniwo stężeniowe to ogniwo galwaniczne zbudowane z dwóch takich samych półogniw, tyle że różniących się stężeniem składnika biorącego udział w reakcjach elektrochemicznych.
Zbudowano ogniwo stężeniowe, w którym półogniwami były blaszki ze srebra o jednakowych masach, zanurzone w roztworach wodnych azotanu(V) srebra(I) o temperaturze 298 K. Stężenie molowe roztworu znajdującego się w zlewce 1. było dziesięciokrotnie mniejsze niż roztworu w zlewce 2.
Oceń prawdziwość zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe
| W opisanym ogniwie anodą było półogniwo zbudowane z blaszki srebrnej, zanurzonej w roztworze AgNO3 znajdującym się w zlewce 1. | P | F |
| Po zakończeniu pracy ogniwa masa blaszki wyjętej ze zlewki 2 była większa od masy blaszki ze zlewki 1. | P | F |
Odpowiedź:
| W opisanym ogniwie anodą było półogniwo zbudowane z blaszki srebrnej, zanurzonej w roztworze AgNO3 znajdującym się w zlewce 1. | P | F |
| Po zakończeniu pracy ogniwa masa blaszki wyjętej ze zlewki 2 była większa od masy blaszki ze zlewki 1. | P | F |
Wyjaśnienie:
Ogniwo stężeniowe składa się z dwóch analogicznych półogniw różniących się stężeniami elektrolitów. Podczas pracy takiego ogniwa stężenia zaczynają się wyrównywać.
Anodą jest półogniwo o mniejszym stężeniu - zachodzi w nim proces utleniania np.:
i masa blaszki metalicznej ulega systematycznemu zmniejszaniu.
Katodą jest półogniwo o większym stężeniu - zachodzi w nim proces redukcji np:
przez co masa blaszki systematycznie się zwiększa.
Stężenie elektrolitu w zlewce 1 było mniejsze więc tam znajdowało się półogniwo pełniące funkcję anody (gdzie masa blaszki malała). W zlewce 2 stężenie elektrolitu było większe - pełniło ono funkcję katody, a masa zawartej w nim blaszki systematycznie rosła. Dzięki tym procesom stężenia elektrolitów w obu półogniwach mogły stopniowo się wyrównywać.
Do rozwiązania tego zadania można było skorzystać z równania Nernsta. Oznaczamy stężenie elektrolitu w zlewce 1 jako 0,1x, a tego w zlewce 2. jako x.
korzystamy ze wzoru na sumę logarytmów:
Zatem:
dzięki czemu wiemy, że anodą jest półogniwo w zlewce 1 (ponieważ ma niższą wartość potencjału redukcji).
Kamil Kwiatkowski
Nauczyciel chemii
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

