Výpočet potenciálu baterie

Ó výpočet potenciálu a baterie se provádí, když chcete předem vědět (před montáží), jaké bude napětí, emf (elektromotorická síla) nebo ddp (potenciální rozdíl), který daná buňka vygeneruje ze dvou kovů s různými vlastnostmi.

Termín byl použit předem, protože pokud chceme měřit napětí jakéhokoli zařízení, ať už článku nebo baterie, stačí použít multimetr.

Každý z kovů, které se podílejí na složení anody a katody buňky, se liší schopnosti podstoupit oxidaci (schopnost ztratit elektrony) a redukci (schopnost získat) elektrony). Tato schopnost oxidovat nebo redukovat se nazývá potenciál. Kovy, které tvoří elektrodu článku, proto mohou mít:

• Standardní redukční potenciál (E._Červené): je schopnost elektrody snášet fenomén redukce. Tento potenciál se měří ve voltech (V) a jeho hodnota je stejná jako standardní oxidační potenciál, ale s opačným znaménkem.

• Standardní oxidační potenciál (E._kyslík): je to schopnost elektrody snášet fenomén oxidace. Tento potenciál se měří ve voltech (V) a jeho hodnota je stejná jako standardní redukční potenciál, ale s opačným znaménkem.

POZNÁMKA: Standardní potenciál může být ovlivněn teplotou a koncentrací roztoků použitých při sestavování hromady.

Vystupovat výpočet potenciálu baterie, musíme znát hodnoty standardních potenciálů, ať už oxidačních nebo redukčních, a aplikovat je v následujícím textu Matematická rovnice:

ΔE = E_Červené (větší) - A_Červené (menší)

nebo

ΔE = E_kyslík (větší) - A_kyslík (menší)

• ΔE = variace potenciálu baterie (emf nebo ddp).

Tato rovnice využívá potenciální variaci, protože stejně jako v zařízení dochází k oxidaci a redukci, míra potenciálu bude dána jednoduše odečtením potenciálu každé z elektrod (kovy).

POZNÁMKA: Můžeme jen říci, že pracujeme se zásobníkem, když Cvýpočet potenciálních výsledků v kladné hodnotě.

Následujte některé příklady otázek, které se zabývají Cvýpočet potenciálu baterie:

Příklad 1: (UFSC-SP) Vzhledem k poloreakcím:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 a E._kyslík = - 0,77 V

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 a E._kyslík = - 1,36V

Vypočítejte potenciál reakce níže (hromada) a řekněte, zda je spontánní nebo ne, zkontrolujte správnou možnost:

2 Fe⁺² + Cl₂ → 2 Fe⁺³ + 2 Cl^-1

a) - 0,59 V, není to spontánní

b) 0,59 V, není to spontánní

c) 0,59 V, je spontánní

d) - 2,13 V, není to spontánní

e) 2,13 V, je spontánní

Řešení:

Cvičení vás požádá, abyste určili hodnotu potenciálu baterie, stačí analyzovat poskytnuté oxidační potenciály, abyste mohli posoudit, který je nejvyšší a který je nejnižší:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 a E._kyslík = - 0,77 V (Toto je největší)

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 a E._kyslík = - 1,36V (Toto je nejmenší)

Poté ji jednoduše použijte ve vzorci pro výpočet potenciálu baterie:

ΔE = E_kyslík (větší) - A_kyslík (menší)

ΔE = - 0,77 - (-1,36)

ΔE = - 0,77 + 1,36

ΔE = + 0,59 V

Protože nalezený potenciál má pozitivní hodnotu, máme spontánní proces. Dopis C).

Příklad 2: (UFMS) Zvažte níže uvedené semi-reakce s příslušnými standardními redukčními potenciály ve voltech (V):

Ag⁺ + a → Ag E_Červené = 0,80 V

Osel⁺² + 2 a → Cu E_Červené = 0,34 V

Vypočítejte potenciál reakce níže (hromada) a řekněte, zda je spontánní nebo ne, zkontrolujte správnou možnost:

Cu + 2 Ag⁺→ Cu⁺² + 2 Ag

a) - 4,6 V

b) - 0,46 V

c) + 0,46 V

d) + 1,14V

e) - 1,14 V

Řešení:

Jelikož vás cvičení žádá o určení hodnoty potenciálu zásobníku, stačí se podívat na poskytnuté redukční potenciály, abyste mohli posoudit, který je největší a který nejmenší:

Ag⁺ + a → Ag E_Červené = 0,80 V (Toto je největší)

Osel⁺² + 2 a → Cu E_Červené = 0,34 V (Toto je nejmenší)

Poté ji jednoduše použijte ve vzorci pro výpočet potenciálu baterie:

ΔE = E_Červené (větší) - A_Červené (menší)

ΔE = 0,80 - (0,34)

ΔE = 0,80 - 0,34

ΔE = + 0,46 V

Protože nalezený potenciál má pozitivní hodnotu, máme spontánní proces. Dopis C).

Podle mě. Diogo Lopes Dias

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm