Het potentieel van een batterij berekenen

O het berekenen van de potentiaal van a accu wordt uitgevoerd wanneer u van tevoren (vóór montage) wilt weten wat de spanning zal zijn, emf (elektromotorische kracht) of ddp (potentieel verschil) dat een bepaalde cel zal genereren uit twee metalen met verschillende kenmerken.

De term werd van tevoren gebruikt omdat we, als we de spanning van een apparaat willen meten, een cel of een batterij, gewoon een multimeter nodig hebben.

Elk van de metalen die deelnemen aan de samenstelling van de anode en kathode van de cel heeft verschillende vermogen om oxidatie te ondergaan (vermogen om elektronen te verliezen) en reductie (vermogen om te winnen) elektronen). Dit vermogen om te oxideren of te verminderen wordt een potentiaal genoemd. Daarom kunnen de metalen waaruit de elektrode van een cel bestaat:

• Standaard reductiepotentiaal (E_rood): is het vermogen van de elektrode om het fenomeen van reductie te ondergaan. Deze potentiaal wordt gemeten in volt (V) en de waarde is hetzelfde als de standaard oxidatiepotentiaal, maar met het tegenovergestelde teken.

• Standaard oxidatiepotentiaal (E_oxy): het is het vermogen van de elektrode om het fenomeen van oxidatie te ondergaan. Deze potentiaal wordt gemeten in volt (V) en de waarde is dezelfde als de standaard reductiepotentiaal, maar met het tegenovergestelde teken.

OPMERKING: Een standaardpotentiaal kan worden beïnvloed door de temperatuur en concentratie van de oplossingen die worden gebruikt bij het samenstellen van de paal.

Presteren het berekenen van het potentieel van een batterij, we moeten de waarden van de standaardpotentialen kennen, of het nu oxidatie of reductie is, en in het volgende toepassen: Wiskundige vergelijking:

ΔE = E_rood (groter) - And_rood (kleiner)

of

ΔE = E_oxy (groter) - And_oxy (kleiner)

• ΔE = variatie van het potentiaal van een batterij (emf of ddp).

Deze vergelijking gebruikt de potentiële variatie omdat, zoals in het apparaat, oxidatie en reductie optreden, de maat van de potentiaal wordt eenvoudigweg gegeven door de potentiaal van elk van de elektroden af ​​te trekken (metalen).

OPMERKING: We kunnen alleen zeggen dat we met een stapel werken als de çhet berekenen van de potentiële resultaten in een positieve waarde.

Volg nu wat voorbeelden van vragen die betrekking hebben op de çhet potentieel van een batterij berekenen:

Voorbeeld 1: (UFSC-SP) Gezien de semi-reacties:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 en E_oxy = - 0,77 V

2 Kl^-1 → 1 Kl₂ + 2 en E_oxy = - 1.36V

Bereken het potentieel van de onderstaande reactie (stapel) en zeg of het spontaan is of niet, door de juiste optie aan te vinken:

2 Fe⁺² + Cl₂ → 2 Fe⁺³ + 2 Cl^-1

a) - 0,59 V, het is niet spontaan

b) 0,59 V, het is niet spontaan

c) 0,59 V, is spontaan

d) – 2.13 V, het is niet spontaan

e) 2,13 V, is spontaan

Resolutie:

Aangezien de oefening u vraagt ​​om de waarde van het potentieel van de batterij te bepalen, analyseert u eenvoudig de aangeboden oxidatiepotentialen om te beoordelen welke het hoogste en wat het laagste is:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 en E_oxy = - 0,77 V (Dit is de grootste)

2 Kl^-1 → 1 Kl₂ + 2 en E_oxy = - 1.36V (Dit is de kleinste)

Pas het dan gewoon toe in de formule voor het berekenen van het potentieel van een batterij:

ΔE = E_oxy (groter) - And_oxy (kleiner)

ΔE = - 0,77 - (-1,36)

ΔE = - 0,77 + 1,36

ΔE = + 0,59V

Omdat het gevonden potentieel een positieve waarde heeft, is er sprake van een spontaan proces. Brief ç).

Voorbeeld 2: (UFMS) Beschouw de semi-reacties, hieronder aangegeven, met hun respectieve standaard reductiepotentialen, in volt (V):

Ag⁺ + en → Ag E_rood = 0,80V

kont⁺² + 2 en → Cu E_rood = 0,34V

Bereken het potentieel van de onderstaande reactie (stapel) en zeg of het spontaan is of niet, door de juiste optie aan te vinken:

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

Resolutie:

Aangezien de oefening u vraagt ​​om de waarde van het potentieel van de stapel te bepalen, hoeft u alleen maar naar de verstrekte reductiepotentialen te kijken om te beoordelen welke de grootste en welke de kleinste is:

Ag⁺ + en → Ag E_rood = 0,80V (Dit is de grootste)

kont⁺² + 2 en → Cu E_rood = 0,34V (Dit is de kleinste)

Pas het dan gewoon toe in de formule voor het berekenen van het potentieel van een batterij:

ΔE = E_rood (groter) - And_rood (kleiner)

ΔE = 0,80 - (0,34)

ΔE = 0,80 - 0,34

ΔE = + 0,46V

Omdat het gevonden potentieel een positieve waarde heeft, is er sprake van een spontaan proces. Brief ç).

Door mij Diogo Lopes Dias

Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm