Obliczanie potencjału baterii

O obliczanie potencjału a bateria jest wykonywany, gdy chcesz wiedzieć z wyprzedzeniem (przed montażem) jakie będzie napięcie, emf (siła elektromotoryczna) lub ddp (różnica potencjałów), którą dana komórka wygeneruje z dwóch metali o różnych właściwościach.

Termin został użyty z góry, ponieważ jeśli chcemy zmierzyć napięcie dowolnego urządzenia, czy to ogniwa, czy baterii, wystarczy użyć multimetru.

Każdy z metali biorących udział w składzie anody i katody ogniwa ma inny zdolność do ulegania utlenianiu (zdolność do utraty elektronów) i redukcji (zdolność do zdobywania) elektrony). Ta zdolność do utleniania lub redukcji nazywana jest potencjałem. Dlatego metale tworzące elektrodę ogniwa mogą mieć:

• Standardowy potencjał redukcyjny (E_czerwony): jest zdolnością elektrody do poddawania się zjawisku redukcji. Potencjał ten jest mierzony w woltach (V), a jego wartość jest taka sama jak standardowego potencjału utleniania, ale z przeciwnym znakiem.

• Standardowy potencjał utleniania (E_tlen): jest to zdolność elektrody do poddawania się zjawisku utleniania. Potencjał ten mierzony jest w woltach (V), a jego wartość jest taka sama jak standardowy potencjał redukcyjny, ale z przeciwnym znakiem.

UWAGA: Na standardowy potencjał może mieć wpływ temperatura i stężenie roztworów użytych do montażu pala.

Występować obliczanie potencjału baterii, musimy znać wartości standardowych potencjałów, czy to utleniania, czy redukcji, i stosować w poniższych Równanie matematyczne:

ΔE = E_czerwony (większy) - And_czerwony (mniejszy)

lub

ΔE = E_tlen (większy) - And_tlen (mniejszy)

• ΔE = zmiana potencjału baterii (emf lub ddp).

Równanie to wykorzystuje zmienność potencjału, ponieważ podobnie jak w urządzeniu, zachodzi utlenianie i redukcja, miara potencjału zostanie podana po prostu przez odjęcie potencjału każdej z elektrod (metale).

UWAGA: Możemy tylko powiedzieć, że pracujemy ze stosem, gdy doobliczenie potencjalnych wyników w wartości dodatniej.

Teraz podążaj za niektórymi przykłady pytań, które dotyczą doobliczanie potencjału baterii:

Przykład 1: (UFSC-SP) Biorąc pod uwagę półreakcje:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 i E_tlen = - 0,77 V

2 kl^-1 → 1 Cl₂ + 2 i E_tlen = - 1,36V

Oblicz potencjał reakcji poniżej (stack) i powiedz, czy jest spontaniczna, czy nie, zaznaczając poprawną opcję:

2 Fe⁺² + Cl₂ → 2 Fe⁺³ + 2 kl^-1

a) – 0,59V, nie jest spontaniczne

b) 0,59 V, nie jest spontaniczne

c) 0,59 V, jest spontaniczne

d) – 2,13 V, nie jest spontaniczne

e) 2,13 V, jest spontaniczne

Rozkład:

Ponieważ ćwiczenie poprosi Cię o określenie wartości potencjału baterii, po prostu przeanalizuj podane potencjały utleniania, aby ocenić, który jest najwyższy, a który najniższy:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 i E_tlen = - 0,77 V (To jest największy)

2 kl^-1 → 1 Cl₂ + 2 i E_tlen = - 1,36V (to jest najmniejszy)

Następnie zastosuj go we wzorze na obliczenie potencjału baterii:

ΔE = E_tlen (większy) - And_tlen (mniejszy)

ΔE = - 0,77 - (-1,36)

ΔE = - 0,77 + 1,36

ΔE = + 0,59 V

Ponieważ znaleziony potencjał ma wartość pozytywną, mamy do czynienia z procesem spontanicznym. List do).

Przykład 2: (UFMS) Rozważmy półreakcje, wskazane poniżej, z ich odpowiednimi standardowymi potencjałami redukcyjnymi, w woltach (V):

Ag⁺ + i → Ag E_czerwony = 0,80V

Tyłek⁺² + 2 i → Cu E_czerwony = 0,34V

Oblicz potencjał reakcji poniżej (stack) i powiedz, czy jest spontaniczna, czy nie, zaznaczając poprawną opcję:

Cu + 2 Ag⁺→ Cu⁺² + 2 Ag

a) – 4,6 V

b) - 0,46 V

c) + 0,46V

d) + 1,14V

e) - 1,14 V

Rozkład:

Ponieważ ćwiczenie prosi o wyznaczenie wartości potencjału stosu, wystarczy przeanalizować podane potencjały redukcyjne, aby ocenić, który jest największy, a który najmniejszy:

Ag⁺ + i → Ag E_czerwony = 0,80V (To jest największy)

Tyłek⁺² + 2 i → Cu E_czerwony = 0,34V (to jest najmniejszy)

Następnie zastosuj go we wzorze na obliczenie potencjału baterii:

ΔE = E_czerwony (większy) - And_czerwony (mniejszy)

ΔE = 0,80 - (0,34)

ΔE = 0,80 - 0,34

ΔE = + 0,46 V

Ponieważ znaleziony potencjał ma wartość pozytywną, mamy do czynienia z procesem spontanicznym. List do).

Przeze mnie Diogo Lopes Dias

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm