Beschouw twee batterijen rond de koperelektrode:
Zink-koper en koper-zilver batterijen.
In de eerste cel, bekend als de Daniell-cel, zijn de elektroden gemaakt van zink en koper en we merken dat het zink oxidatie ondergaat, dat wil zeggen dat het elektronen afstaat aan het koper, dat dus de anode is. De koperelektrode werkt op zijn beurt als de kathode, ontvangt elektronen en reduceert zichzelf.
Het is echter mogelijk om waar te nemen dat in de tweede stapel, de koper-zilverelektroden, het koper niet als een kathode werkt, maar als een anode, deze keer oxiderend.
Dit laat ons zien dat als we deze drie elektroden vergelijken, de neiging tot reductie als volgt werkt:
| Zink < Koper < Zilver |
Dus dit vermogen om reductie te ondergaan wordt genoemd Reductiepotentieel (Erood). Aangezien deze waarde afhangt van de druk, temperatuur en concentratie van de oplossing, is a standaard potentieel (of normaal, bij 25°C, druk van 1 atm en concentratie van 1,0 mol/L) die wordt aangeduid met het symbool EN0. Het tegenovergestelde is ook waar, er is de
Oxidatiepotentieel (Eoxy), die in dit geval oplopende volgorde heeft:| Zink > Koper > Zilver |
Hoe lager het standaard reductiepotentieel, hoe groter het vermogen van het metaal om elektronen af te staan en vice versa. Evenzo, hoe lager het standaard oxidatiepotentieel, hoe groter het vermogen van het metaal om elektronen te ontvangen en vice versa.
| In een stapel ondergaat de soort met de hoogste Ered reductie en de andere soort, met de hoogste Eoxy, oxidatie. |
Als we een voltmeter, zoals die in de afbeelding hierboven, aanpassen aan een van deze cellen, wordt de intensiteit van de elektrische stroom die door hen wordt geproduceerd gemeten, dat wil zeggen, de elektromotorische kracht (emf of E) of potentiaalverschil (U of ddp)*. De waarde wordt aangegeven in volt (V), die normaal op accu's en labels staat.
Potentieel verschil (U of ddp) van een batterij weergegeven op het label.
Elektromotorische kracht kan worden uitgedrukt in termen van reductie- of oxidatiepotentiaal. Het is belangrijk om te onthouden dat deze potentialen hebben dezelfde waarde maar hebben tegengestelde tekens.
Om de spanning van een batterij in de standaardtoestand te berekenen, gebruiken we de volgende uitdrukking:
| En0 = EN0rood (kathode) - EN0rood (anode) |
of
| En0 = EN0oxy (anode) - EN0oxy (kathode) |
De absolute waarden van elke elektrode verschijnen dus niet op de voltmeter, maar het potentiaalverschil ertussen.
*We beschouwen het potentiaalverschil gelijk aan de elektromotorische kracht, omdat de berekening van het potentiaalverschil van een generator wordt gegeven door de vergelijking: U = E – r.i, waarbij:
U = potentiaalverschil
E = elektromotorische kracht
r = interne weerstand
i= elektrische stroomintensiteit
Maar in de scheikunde beschouwen we batterijen als ideale generatoren, zodat hun interne weerstand verwaarloosbaar is ten opzichte van het elektrische circuit. Dus we hebben dat U = E.
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/diferenca-potencial-uma-pilha.htm