Akumulatora potenciāla aprēķināšana

O aprēķinot a potenciālu akumulatoru tiek veikts, ja vēlaties iepriekš (pirms montāžas) uzzināt, kāds būs spriegums, emf (elektromotora spēks) vai ddp (potenciālā starpība), ko dotā šūna ģenerēs no diviem metāliem ar atšķirīgām īpašībām.

Šis termins tika izmantots iepriekš, jo, ja mēs vēlamies izmērīt jebkuras ierīces, vai nu šūnas, vai akumulatora, spriegumu, mums vienkārši jāizmanto multimetrs.

Katram no metāliem, kas piedalās šūnas anoda un katoda sastāvā, ir atšķirīgi spēja iziet oksidāciju (spēja zaudēt elektronus) un reducēšanās (spēja iegūt elektroni). Šo spēju oksidēties vai reducēt sauc par potenciālu. Tāpēc metāliem, kas veido šūnas elektrodu, var būt:

• Standarta samazināšanas potenciāls (E_sarkans): ir elektroda spēja pārciest reducēšanās parādību. Šo potenciālu mēra voltos (V), un tā vērtība ir tāda pati kā standarta oksidācijas potenciāls, bet ar pretēju zīmi.

• Standarta oksidēšanās potenciāls (E_vērsis): tā ir elektroda spēja ciest oksidēšanās parādībā. Šo potenciālu mēra voltos (V), un tā vērtība ir tāda pati kā standarta reducēšanas potenciālam, bet ar pretēju zīmi.

PIEZĪME: Standarta potenciālu var ietekmēt pāļu montāžā izmantoto šķīdumu temperatūra un koncentrācija.

Uzstāties aprēķinot akumulatora potenciālu, mums jāzina standarta potenciālu vērtības, neatkarīgi no tā, vai tā ir oksidēšanās vai reducēšanās, un jāpiemēro tālāk Matemātiskais vienādojums:

ΔE = E_sarkans (lielāks) - Un_sarkans (mazāks)

vai

ΔE = E_vērsis (lielāks) - Un_vērsis (mazāks)

• ΔE = akumulatora potenciāla izmaiņas (emf vai ddp).

Šis vienādojums izmanto potenciālās variācijas, jo, tāpat kā ierīcē, notiek oksidēšanās un reducēšanās, potenciālu mēra, vienkārši atņemot katra elektroda potenciālu (metāli).

PIEZĪME: Mēs varam tikai teikt, ka mēs strādājam ar kaudzi, kad çaprēķinot iespējamos rezultātus pozitīvā vērtībā.

Tagad sekojiet dažiem piemēri no jautājumiem, kas attiecas uz çaprēķinot akumulatora potenciālu:

1. piemērs: (UFSC-SP) Ņemot vērā pusreakcijas:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 un E_vērsis = - 0,77 V

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 un E_vērsis = 1.36V

Aprēķiniet reakcijas potenciālu zemāk (kaudze) un sakiet, vai tā ir spontāna vai nē, pārbaudot pareizo opciju:

2 Fe⁺² + Cl₂ → 2 Fe⁺³ + 2 Cl^-1

a) - 0,59V, tas nav spontāns

b) 0,59 V, tas nav spontāns

c) 0,59 V, ir spontāns

d) - 2,13 V, tas nav spontāns

e) 2,13 V, ir spontāns

Izšķirtspēja:

Kad vingrinājumā jums tiek lūgts noteikt akumulatora potenciāla vērtību, vienkārši analizējiet piedāvātos oksidācijas potenciālus, lai spriestu, kurš ir vislielākais un mazākais:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 un E_vērsis = - 0,77 V (Tas ir lielākais)

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 un E_vērsis = 1.36V (Šis ir mazākais)

Pēc tam vienkārši izmantojiet to akumulatora potenciāla aprēķināšanas formulā:

ΔE = E_vērsis (lielāks) - Un_vērsis (mazāks)

ΔE = - 0,77 - (-1,36)

ΔE = - 0,77 + 1,36

ΔE = + 0,59 V

Tā kā atrastajam potenciālam ir pozitīva vērtība, mums ir spontāns process. Vēstule ç).

2. piemērs: Apsveriet turpmāk norādītās pusreakcijas ar to standarta reducēšanās potenciālu voltos (V):

Ag⁺ + un → Ag E_sarkans = 0,80 V

Ass⁺² + 2 un → Cu E_sarkans = 0,34 V

Aprēķiniet reakcijas potenciālu zemāk (kaudze) un sakiet, vai tā ir spontāna vai nē, pārbaudot pareizo opciju:

Cu + 2 Ag⁺→ Cu⁺² + 2 Ag

a) - 4,6 V

b) - 0,46 V

c) + 0,46 V

d) + 1,14 V

e) - 1,14 V

Izšķirtspēja:

Tā kā vingrinājumā jums jānosaka kaudzes potenciāla vērtība, pietiek ar to, lai analizētu sniegtos samazināšanas potenciālus, lai spriestu, kurš ir lielākais un kurš ir mazākais:

Ag⁺ + un → Ag E_sarkans = 0,80 V (Tas ir lielākais)

Ass⁺² + 2 un → Cu E_sarkans = 0,34 V (Šis ir mazākais)

Pēc tam vienkārši izmantojiet to akumulatora potenciāla aprēķināšanas formulā:

ΔE = E_sarkans (lielāks) - Un_sarkans (mazāks)

ΔE = 0,80 - (0,34)

ΔE = 0,80 - 0,34

ΔE = + 0,46 V

Tā kā atrastajam potenciālam ir pozitīva vērtība, mums ir spontāns process. Vēstule ç).

Autors: Diogo Lopes Dias

Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm