Beregning af et batteris potentiale

O beregning af potentialet for en batteri udføres, når du på forhånd vil vide (inden montering), hvad spændingen vil være, emf (elektromotorisk kraft) eller ddp (potentiel forskel), som en given celle vil generere fra to metaller med forskellige karakteristika.

Udtrykket blev brugt på forhånd, fordi hvis vi vil måle spændingen på en hvilken som helst enhed, enten en celle eller et batteri, skal vi bare bruge et multimeter.

Hvert af de metaller, der deltager i sammensætningen af ​​cellens anode og katode, har forskellige evner til at gennemgå oxidation (evne til at miste elektroner) og reduktion (evne til at vinde elektroner). Denne evne til at oxidere eller reducere kaldes et potentiale. Derfor kan de metaller, der udgør elektroden i en celle, have:

• Standardreduktionspotentiale (E_rød): er elektrodens evne til at lide under fænomenet reduktion. Dette potentiale måles i volt (V), og dets værdi er den samme som standardoxidationspotentialet, men med det modsatte tegn.

• Standard oxidationspotentiale (E

  _oxy): det er elektrodens evne til at lide fænomenet oxidation. Dette potentiale måles i volt (V), og dets værdi er den samme som standardreduktionspotentialet, men med det modsatte tegn.

BEMÆRK: Et standardpotentiale kan påvirkes af temperaturen og koncentrationen af ​​de opløsninger, der anvendes til samling af bunken.

At optræde beregning af et batteris potentiale vi skal kende værdierne for standardpotentialerne, hvad enten oxidation eller reduktion, og gælder i det følgende Matematisk ligning:

ΔE = E_rød (større) - Og_rød (mindre)

eller

ΔE = E_oxy (større) - Og_oxy (mindre)

• ΔE = variation af potentialet i et batteri (emf eller ddp).

Denne ligning bruger den potentielle variation, fordi der, som i enheden, forekommer oxidation og reduktion, målingen af ​​potentialet vil blive givet ved simpelthen at trække potentialet for hver af elektroderne (metaller).

BEMÆRK: Vi kan kun sige, at vi arbejder med en stak, når çberegning af potentialet resulterer i en positiv værdi.

Følg nu nogle eksempler af spørgsmål, der vedrører çberegning af batteriets potentiale:

Eksempel 1: (UFSC-SP) Givet semi-reaktionerne:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 og E._oxy = - 0,77 V.

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 og E._oxy = - 1,36V

Beregn potentialet for reaktionen nedenfor (stak), og sig, om den er spontan eller ej, ved at kontrollere den rigtige mulighed:

2 Fe⁺² + Cl₂ → 2 Fe⁺³ + 2 Cl^-1

a) - 0,59V, det er ikke spontant

b) 0,59 V, det er ikke spontant

c) 0,59 V, er spontan

d) - 2,13 V, det er ikke spontant

e) 2,13 V, er spontan

Løsning:

Da øvelsen beder dig om at bestemme værdien af ​​batteriets potentiale, skal du blot analysere de oxidationspotentialer, der er tilvejebragt for at bedømme, hvad der er det højeste og det laveste:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 og E._oxy = - 0,77 V. (Dette er den største)

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 og E._oxy = - 1,36V (Dette er den mindste)

Anvend det bare i formlen til beregning af et batteris potentiale:

ΔE = E_oxy (større) - Og_oxy (mindre)

ΔE = - 0,77 - (-1,36)

AE = - 0,77 + 1,36

AE = + 0,59V

Da det fundne potentiale har en positiv værdi, har vi en spontan proces. Brev ç).

Eksempel 2: (UFMS) Overvej halvreaktionerne, angivet nedenfor, med deres respektive standardreduktionspotentialer i volt (V):

Ag⁺ + og → Ag E_rød = 0,80V

Røv⁺² + 2 og → Cu E_rød = 0,34V

Beregn potentialet for reaktionen nedenfor (stak), og sig, om den er spontan eller ej, ved at kontrollere den rigtige mulighed:

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.

Løsning:

Da øvelsen beder dig om at bestemme værdien af ​​stackens potentiale, skal du blot se på de tilvejebragte reduktionspotentialer for at bedømme, hvilken der er den største og den mindste:

Ag⁺ + og → Ag E_rød = 0,80V (Dette er den største)

Røv⁺² + 2 og → Cu E_rød = 0,34V (Dette er den mindste)

Anvend det bare i formlen til beregning af et batteris potentiale:

ΔE = E_rød (større) - Og_rød (mindre)

ΔE = 0,80 - (0,34)

AE = 0,80 - 0,34

AE = + 0,46V

Da det fundne potentiale har en positiv værdi, har vi en spontan proces. Brev ç).

Af mig Diogo Lopes Dias

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm