O calculând potențialul unui baterie se efectuează atunci când doriți să știți în prealabil (înainte de asamblare) care va fi tensiunea, emf (forța electromotivă) sau ddp (diferența de potențial) pe care o anumită celulă o va genera din două metale cu caracteristici diferite.
Termenul a fost folosit în avans deoarece, dacă vrem să măsurăm tensiunea oricărui dispozitiv, fie o celulă, fie o baterie, trebuie doar să folosim un multimetru.
Fiecare dintre metalele care participă la compoziția anodului și catodului celulei are diferite capacitatea de a suferi oxidare (capacitatea de a pierde electroni) și reducerea (capacitatea de a câștiga electroni). Această capacitate de oxidare sau reducere se numește potențial. Prin urmare, metalele care alcătuiesc electrodul unei celule pot avea:
Potențial standard de reducere (Eroșu): este capacitatea electrodului de a suferi fenomenul de reducere. Acest potențial este măsurat în volți (V) și valoarea acestuia este aceeași cu potențialul de oxidare standard, dar cu semnul opus.
Potențial standard de oxidare (Eoxi): este capacitatea pe care electrodul o are de a suferi fenomenul de oxidare. Acest potențial este măsurat în volți (V) și valoarea acestuia este aceeași cu potențialul de reducere standard, dar cu semnul opus.
NOTĂ: Un potențial standard poate fi influențat de temperatura și concentrația soluțiilor utilizate la asamblarea grămezii.
A efectua calcularea potențialului unei baterii, trebuie să cunoaștem valorile potențialelor standard, indiferent dacă sunt oxidare sau reducere, și să aplicăm în cele ce urmează Ecuație matematică:
ΔE = Eroșu (mai mare) - Șiroșu (mai mica)
sau
ΔE = Eoxi (mai mare) - Șioxi (mai mica)
ΔE = variația potențialului unei baterii (emf sau ddp).
Această ecuație folosește variația potențială deoarece, la fel ca în dispozitiv, are loc oxidarea și reducerea, măsura potențialului va fi dată pur și simplu prin scăderea potențialului fiecăruia dintre electrozi (metale).
NOTĂ: Putem spune doar că lucrăm cu un stack atunci când çcalcularea rezultatelor potențiale într-o valoare pozitivă.
Acum urmează câteva exemple de întrebări care se adresează çcalcularea potențialului unei baterii:
Exemplul 1: (UFSC-SP) Date fiind semi-reacțiile:
2 Fe+2 → 2 Fe+3 + 2 și Eoxi = - 0,77 V
2 Cl-1 → 1 Cl2 + 2 și Eoxi = - 1,36V
Calculați potențialul reacției de mai jos (stivă) și spuneți dacă este spontană sau nu, bifând opțiunea corectă:
2 Fe+2 + Cl2 → 2 Fe+3 + 2 Cl-1
a) - 0,59V, nu este spontan
b) 0,59 V, nu este spontan
c) 0,59 V, este spontan
d) - 2,13 V, nu este spontan
e) 2,13 V, este spontan
Rezoluţie:
Deoarece exercițiul vă cere să determinați valoarea potențialului bateriei, analizați pur și simplu potențialele de oxidare furnizate pentru a evalua care este cel mai mare și care este cel mai mic:
2 Fe+2 → 2 Fe+3 + 2 și Eoxi = - 0,77 V (Acesta este cel mai mare)
2 Cl-1 → 1 Cl2 + 2 și Eoxi = - 1,36V (Acesta este cel mai mic)
Apoi, pur și simplu aplicați-l în formula pentru calcularea potențialului unei baterii:
ΔE = Eoxi (mai mare) - Șioxi (mai mica)
ΔE = - 0,77 - (-1,36)
ΔE = - 0,77 + 1,36
ΔE = + 0,59V
Deoarece potențialul găsit are o valoare pozitivă, avem un proces spontan. Scrisoare ç).
Exemplul 2: (UFMS) Luați în considerare semi-reacțiile, indicate mai jos, cu potențialul lor de reducere standard, în volți (V):
Ag+ + și → Ag Eroșu = 0,80V
Cur+2 + 2 și → Cu Eroșu = 0,34V
Calculați potențialul reacției de mai jos (stivă) și spuneți dacă este spontană sau nu, bifând opțiunea corectă:
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
Rezoluţie:
Deoarece exercițiul vă cere să determinați valoarea potențialului stivei, este suficient să analizați potențialele de reducere furnizate pentru a judeca care este cel mai mare și care este cel mai mic:
Ag+ + și → Ag Eroșu = 0,80V (Acesta este cel mai mare)
Cur+2 + 2 și → Cu Eroșu = 0,34V (Acesta este cel mai mic)
Apoi, pur și simplu aplicați-l în formula pentru calcularea potențialului unei baterii:
ΔE = Eroșu (mai mare) - Șiroșu (mai mica)
ΔE = 0,80 - (0,34)
ΔE = 0,80 - 0,34
ΔE = + 0,46V
Deoarece potențialul găsit are o valoare pozitivă, avem un proces spontan. Scrisoare ç).
De mine. Diogo Lopes Dias
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm
