Izračun potenciala baterije

O izračun potenciala a baterijo se izvede, ko želite vnaprej (pred montažo) vedeti, kakšna bo napetost, emf (elektromotorna sila) ali ddp (potencialna razlika), ki jo bo določena celica ustvarila iz dveh kovin z različnimi značilnostmi.

Izraz je bil uporabljen vnaprej, ker če želimo izmeriti napetost katere koli naprave, bodisi celice bodisi baterije, moramo le uporabiti multimeter.

Vsaka od kovin, ki sodelujejo v sestavi celične anode in katode, se razlikuje zmožnosti oksidacije (sposobnost izgube elektronov) in redukcije (sposobnost pridobivanja elektroni). Ta sposobnost oksidacije ali redukcije se imenuje potencial. Zato imajo lahko kovine, ki tvorijo elektrodo celice:

• Standardni potencial zmanjšanja (E_rdeča): je sposobnost elektrode, da trpi zaradi pojava zmanjšanja. Ta potencial je izmerjen v voltih (V) in njegova vrednost je enaka standardnemu oksidacijskemu potencialu, vendar z nasprotnim predznakom.

• Standardni oksidacijski potencial (E_oksi): sposobnost elektrode je, da trpi zaradi pojava oksidacije. Ta potencial se meri v voltih (V) in njegova vrednost je enaka standardnemu redukcijskemu potencialu, vendar z nasprotnim predznakom.

OPOMBA: Na standardni potencial lahko vplivata temperatura in koncentracija raztopin, ki se uporabljajo pri sestavljanju kupa.

Izvesti izračun potenciala baterije, poznati moramo vrednosti standardnih potencialov, ne glede na to, ali gre za oksidacijo ali redukcijo, in uporabiti naslednje Matematična enačba:

ΔE = E_rdeča (večje) - In_rdeča (manjši)

ali

ΔE = E_oksi (večje) - In_oksi (manjši)

• ΔE = sprememba potenciala baterije (emf ali ddp).

Ta enačba uporablja potencialno spremembo, ker tako kot v napravi pride do oksidacije in redukcije, merilo potenciala bo podano zgolj z odštevanjem potenciala vsake elektrode (kovine).

OPOMBA: Lahko rečemo le, da delamo s skladom, ko çizračun potencialnih rezultatov v pozitivni vrednosti.

Zdaj sledite nekaterim primeri vprašanj, ki obravnavajo çizračun potenciala baterije:

Primer 1: (UFSC-SP) Glede na polreakcije:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 in E._oksi = - 0,77 V

2 Kl^-1 → 1 Kl₂ + 2 in E._oksi = - 1,36 V

Izračunajte potencial reakcije spodaj (kup) in recite, ali je spontana ali ne, in preverite pravilno možnost:

Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)

2 Fe⁺² + Kl₂ → 2 Fe⁺³ + 2 Kl^-1

a) - 0,59 V, ni spontano

b) 0,59 V, ni spontano

c) 0,59 V, je spontano

d) - 2,13 V, ni spontano

e) 2,13 V, je spontano

Resolucija:

Ko vaja zahteva določitev vrednosti potenciala akumulatorja, preprosto analizirajte oksidacijske potenciale, da presodite, kateri je najvišji in kateri najnižji:

2 Fe⁺² → 2 Fe⁺³ + 2 in E._oksi = - 0,77 V (To je največje)

2 Kl^-1 → 1 Kl₂ + 2 in E._oksi = - 1,36 V (To je najmanjše)

Nato ga preprosto uporabite v formuli za izračun potenciala baterije:

ΔE = E_oksi (večje) - In_oksi (manjši)

ΔE = - 0,77 - (-1,36)

ΔE = - 0,77 + 1,36

ΔE = + 0,59V

Ker ima ugotovljeni potencial pozitivno vrednost, imamo spontani proces. Pismo ç).

2. primer: (UFMS) Upoštevajte spodaj navedene polreakcije z njihovimi standardnimi potenciali redukcije v voltih (V):

Ag⁺ + in → Ag E_rdeča = 0,80 V

Ass⁺² + 2 in → Cu E_rdeča = 0,34V

Izračunajte potencial reakcije spodaj (kup) in recite, ali je spontana ali ne, in preverite pravilno možnost:

Cu + 2 Ag⁺→ Cu⁺² + 2 ag

a) - 4,6 V

b) - 0,46 V

c) + 0,46 V

d) + 1,14 V

e) - 1,14 V

Resolucija:

Ker vaja zahteva določitev vrednosti potenciala sklada, morate preprosto preučiti predvidene potenciale zmanjšanja, da presodite, kateri je največji in kateri najmanjši:

Ag⁺ + in → Ag E_rdeča = 0,80 V (To je največje)

Ass⁺² + 2 in → Cu E_rdeča = 0,34V (To je najmanjše)

Nato ga preprosto uporabite v formuli za izračun potenciala baterije:

ΔE = E_rdeča (večje) - In_rdeča (manjši)

ΔE = 0,80 - (0,34)

ΔE = 0,80 - 0,34

ΔE = + 0,46V

Ker ima ugotovljeni potencial pozitivno vrednost, imamo spontani proces. Pismo ç).

Jaz, Diogo Lopes Dias

Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:

DNI, Diogo Lopes. "Izračun potenciala celice"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm. Dostopno 28. junija 2021.