חישוב הפוטנציאל של סוללה

או חישוב הפוטנציאל של א סוֹלְלָה מבוצע כאשר אתה רוצה לדעת מראש (לפני ההרכבה) מה יהיה המתח, emf (כוח אלקטרומוטיבי) או ddp (הפרש פוטנציאלי) שתא נתון ייצר משתי מתכות בעלות מאפיינים שונים.

המונח שימש מראש מכיוון שאם אנחנו רוצים למדוד את המתח של מכשיר כלשהו, ​​תא או סוללה, אנחנו רק צריכים להשתמש במולטימטר.

לכל אחת מהמתכות שמשתתפות בהרכב האנודה והקטודה של התא שונה יכולות לעבור חמצון (יכולת לאבד אלקטרונים) וצמצום (יכולת להרוויח אלקטרונים). יכולת זו להתחמצן או להפחית נקראת פוטנציאל. לכן, המתכות המרכיבות את האלקטרודה של התא עשויות להיות:

• פוטנציאל הפחתה סטנדרטי (E_אָדוֹם): האם היכולת של האלקטרודה לסבול מתופעת ההפחתה. פוטנציאל זה נמדד בוולטים (V) וערכו זהה לפוטנציאל החמצון הסטנדרטי, אך עם הסימון ההפוך.

• פוטנציאל חמצון סטנדרטי (E_אוקסי): היכולת של האלקטרודה לסבול מתופעת החמצון. פוטנציאל זה נמדד בוולט (V) וערכו זהה לפוטנציאל ההפחתה הסטנדרטי, אך עם הסימון ההפוך.

הערה: פוטנציאל סטנדרטי יכול להיות מושפע מהטמפרטורה ומהריכוז של הפתרונות המשמשים להרכבת הערימה.

להופיע חישוב הפוטנציאל של סוללה, עלינו להכיר את ערכי הפוטנציאלים הסטנדרטיים, בין אם הם חמצון או הפחתה, ולהחיל על הדברים הבאים משוואה מתמטית:

ΔE = E_אָדוֹם (גדול יותר) - וגם_אָדוֹם (קטן יותר)

אוֹ

ΔE = E_אוקסי (גדול יותר) - וגם_אוקסי (קטן יותר)

• ΔE = וריאציה של הפוטנציאל של סוללה (emf או ddp).

משוואה זו משתמשת בשינוי הפוטנציאלי מכיוון שכמו במכשיר, חמצון והפחתה מתרחשים, מדד הפוטנציאל יינתן פשוט על ידי חיסור הפוטנציאל של כל אחת מהאלקטרודות (מתכות).

הערה: אנחנו יכולים רק לומר שאנחנו עובדים עם ערימה כאשר ה- çחישוב הפוטנציאל מביא לערך חיובי.

עכשיו עקוב אחרי כמה דוגמאות של שאלות העוסקות ב çחישוב הפוטנציאל של סוללה:

דוגמה 1: (UFSC-SP) בהתחשב בתגובות למחצה:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 ו- E._אוקסי = - 0.77 וולט

2 קל^-1 → 1 קל₂ + 2 ו- E._אוקסי = - 1.36V

חשב את פוטנציאל התגובה למטה (מחסנית) ואמר אם היא ספונטנית או לא, בדוק את האפשרות הנכונה:

2 Fe⁺² + קל₂ → 2 Fe⁺³ + 2 קל^-1

א) - 0.59V, זה לא ספונטני

ב) 0.59 וולט, זה לא ספונטני

ג) 0.59 וולט, הוא ספונטני

ד) - 2.13 וולט, זה לא ספונטני

ה) 2.13 V, הוא ספונטני

פתרון הבעיה:

כאשר התרגיל מבקש ממך לקבוע את ערך הפוטנציאל של הסוללה, פשוט לנתח את פוטנציאל החמצון הניתן כדי לשפוט מה הגבוה ביותר והנמוך ביותר:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 ו- E._אוקסי = - 0.77 וולט (זה הגדול ביותר)

2 קל^-1 → 1 קל₂ + 2 ו- E._אוקסי = - 1.36V (זה הקטן ביותר)

לאחר מכן, פשוט החל אותו בנוסחה לחישוב הפוטנציאל של סוללה:

ΔE = E_אוקסי (גדול יותר) - וגם_אוקסי (קטן יותר)

ΔE = - 0.77 - (-1.36)

ΔE = - 0.77 + 1.36

ΔE = + 0.59V

מכיוון שלפוטנציאל שנמצא יש ערך חיובי, יש לנו תהליך ספונטני. מִכְתָב ç).

דוגמה 2: (UFMS) שקול את התגובות למחצה, המצוינות להלן, עם פוטנציאל ההפחתה הסטנדרטי שלהן, בוולט (V):

אג⁺ + ו → Ag E_אָדוֹם = 0.80 וולט

תַחַת⁺² + 2 ו- → Cu E_אָדוֹם = 0.34V

חשב את פוטנציאל התגובה למטה (מחסנית) ואמר אם היא ספונטנית או לא, בדוק את האפשרות הנכונה:

Cu + 2 Ag⁺→ Cu⁺² + 2 Ag

א) - 4.6 וולט

ב) - 0.46 וולט

ג) + 0.46 וולט

ד) + 1.14 וולט

ה) - 1.14 וולט

פתרון הבעיה:

כאשר התרגיל מבקש ממך לקבוע את ערך הפוטנציאל של הערימה, אתה פשוט צריך לבחון את פוטנציאל ההפחתה המסופק כדי לשפוט מה הגדול ביותר והקטן ביותר:

אג⁺ + ו → Ag E_אָדוֹם = 0.80 וולט (זה הגדול ביותר)

תַחַת⁺² + 2 ו- → Cu E_אָדוֹם = 0.34V (זה הקטן ביותר)

לאחר מכן, פשוט החל אותו בנוסחה לחישוב הפוטנציאל של סוללה:

ΔE = E_אָדוֹם (גדול יותר) - וגם_אָדוֹם (קטן יותר)

ΔE = 0.80 - (0.34)

ΔE = 0.80 - 0.34

ΔE = + 0.46V

מכיוון שלפוטנציאל שנמצא יש ערך חיובי, יש לנו תהליך ספונטני. מִכְתָב ç).

על ידי. דיוגו לופס דיאס

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm