Måling av de elektrokjemiske potensialene til en elektrode.

Hvis vi bruker et voltmeter i et batteri, vil vi kunne identifisere forskjellen i potensial (U eller ddp) eller elektromotorisk kraft (emf eller E) mellom de to elektrodene. Det er imidlertid ikke mulig å identifisere reduksjons- eller oksidasjonspotensialene til hver elektrode på denne måten.

Forskere trengte å kjenne disse verdiene for å studere oksidasjonsreduksjonsprosesser, så de etablerte en referansetilstand. Dette betyr at det ble avtalt å måle potensialet til hver elektrode i forhold til en annen elektrode under følgende standardbetingelser:

• Temperaturen må være på 25 ° C;
• Trykk ved 1,0 atm;
• Konsentrasjonen av løsningen der metallet er nedsenket, må være 1,0 mol / l.

Dermed var den valgte elektroden den hydrogenelektrode, som er representert nedenfor:

Standard hydrogenelektrode

Denne elektroden er sammensatt av en platinakabel koblet til en platinaplate, som ikke deltar i reaksjonen, inne i et rør som inneholder hydrogengass og nedsenket i en sur løsning. I eksemplet var løsningen svovelsyre.

Etter konvensjonen er standard hydrogenelektroden tildelt verdien null, så mye for E0rød som for E.0oxy.

For å finne ut den potensielle verdien til en hvilken som helst annen elektrode, bygger vi bare en bunke av elektroden vi ønsker med standard hydrogenelektroden og måler ddp med et voltmeter. Verdien som vises på voltmeteret vil være potensialet til den søkte elektroden, siden den for hydrogen er lik null.

For eksempel forbinder vi en sinkelektrode med hydrogenelektroden for å finne ut hva reduksjonspotensialet er:

sink-hydrogen batteri

I henhold til skjemaet ovenfor identifiserte voltmeteret potensialforskjellen som lik +0,76 (? E0 = +0,76). Vi bemerker også at sinkelektroden har oksidert, så det er anoden; og hydrogenelektroden redusert, siden den er katoden.

Så vi har:

? E0 = E0red (katode) - E0 rød (anode)
0,76 = 0,00 - E0 rød (Zn)
E0 rød (Zn) = 0,00-0,76
E0 rød (Zn) = -0,76

Den negative verdien betyr at elektronstrømmen strømmer fra sinkelektroden (anoden) til hydrogenelektroden, og oppfører seg dermed som en katode. Hvis det var positivt, ville det være omvendt, og hydrogenelektroden ville oppføre seg som en anode. Dette kan sees når vi kobler en kobberelektrode med standard hydrogenelektroden:

kobber-hydrogenbatteri

? E0 = E0red (katode) - E0 rød (anode)
-0,34 = 0,00 - E0 rød (Zn)
E0 rød (Zn) = 0,00 + 0,34
E0 rød (Zn) = +0,34

Dermed er det mulig å definere reduksjons- og oksidasjonspotensialene for de mest varierte kjemiske artene. International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) anbefaler imidlertid kun bruk av reduksjonspotensialer. Og uansett hvilket metall som brukes, i batterirepresentasjonen, kommer alltid hydrogenelektroden først, for eksempel:

Pt - H2 (g) 1 atm / H3O1 + (aq) 1 mol / L // Cu2 + (aq) 1 mol / L / Cu

Oppført nedenfor i tabellen er potensialene som oppnås gjennom denne metoden for bruk av standard hydrogenelektrode, sammen med deres respektive halvreaksjoner:

Tabell over reduksjons- og oksidasjonspotensialer i vandig løsning ved 25 ° C, i V.


Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi
Brasil skolelag

Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/medicao-dos-potenciais-eletroquimicos.htm

Hvorfor er stillhet ditt største våpen? Oppdag 5 FANTASTISKE hemmeligheter nå

Verden vi lever i er stadig mer støyende og distraherende. Fra vi våkner til vi legger oss, blir ...

read more

12 tips for å holde deg kjølig i varmen selv UTEN klimaanlegg

På høysommeren, når temperaturene når ublu nivåer, ønsker vi ofte at vi hadde et klimaanlegg for ...

read more

Fiende eller alliert? Eksperter debatterer fordeler og ulemper med ChatGPT i skolen

OpenAIs kunstige intelligens er målet for flere synspunkter blant fagfolk av utdanning. Til dags ...

read more