การคำนวณศักยภาพของแบตเตอรี่

อู๋ การคำนวณศักยภาพของ a แบตเตอรี่ จะดำเนินการเมื่อคุณต้องการทราบล่วงหน้า (ก่อนประกอบ) แรงดันไฟฟ้าจะเป็นเท่าใด แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Electromotive Force) หรือ ddp (ความต่างที่อาจเกิดขึ้น) ที่เซลล์หนึ่งๆ จะสร้างขึ้นจากโลหะสองชนิดที่มีคุณสมบัติต่างกัน

คำนี้ใช้ล่วงหน้าเพราะถ้าเราต้องการวัดแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นเซลล์หรือแบตเตอรี่ เราแค่ต้องใช้มัลติมิเตอร์

โลหะแต่ละชนิดที่มีส่วนร่วมในองค์ประกอบของแอโนดและแคโทดของเซลล์มีความแตกต่างกัน ความสามารถในการรับออกซิเดชัน (ความสามารถในการสูญเสียอิเล็กตรอน) และการลดลง (ความสามารถในการรับ อิเล็กตรอน) ความสามารถในการออกซิไดซ์หรือลดลงนี้เรียกว่าศักยภาพ ดังนั้นโลหะที่ประกอบเป็นอิเล็กโทรดของเซลล์อาจมี:

• ศักยภาพในการลดมาตรฐาน (E_{สีแดง}): คือความจุของอิเล็กโทรดที่จะรับปรากฏการณ์การลดลง ศักย์นี้วัดเป็นโวลต์ (V) และค่าเท่ากับศักย์ออกซิเดชันมาตรฐาน แต่มีเครื่องหมายตรงข้าม

• ศักย์ออกซิเดชันมาตรฐาน (E_oxy): เป็นความจุของอิเล็กโทรดที่ได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์ออกซิเดชัน ศักย์นี้วัดเป็นโวลต์ (V) และค่าเท่ากับค่าศักย์ไฟฟ้าลดมาตรฐาน แต่มีเครื่องหมายตรงข้าม

บันทึก: ศักย์มาตรฐานสามารถได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิและความเข้มข้นของสารละลายที่ใช้ในการประกอบกอง

ในการดำเนินการ การคำนวณศักยภาพของแบตเตอรี่ เราต้องรู้ค่าศักย์มาตรฐานไม่ว่าจะออกซิเดชั่นหรือรีดิวซ์และนำไปใช้ในต่อไปนี้ สมการทางคณิตศาสตร์:

ΔE = อี_{สีแดง} (ใหญ่กว่า) - And_{สีแดง} (เล็กกว่า)

หรือ

ΔE = อี_oxy (ใหญ่กว่า) - And_oxy (เล็กกว่า)

• ΔE = ความผันแปรของศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (emf หรือ ddp)

สมการนี้ใช้การแปรผันที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากในอุปกรณ์นั้น การเกิดออกซิเดชันและการลดลง การวัดศักย์ทำได้โดยการลบศักยภาพของอิเล็กโทรดแต่ละอัน (โลหะ)

บันทึก: เราสามารถพูดได้ว่าเรากำลังทำงานกับสแต็กเมื่อ คการคำนวณผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ในค่าบวก

กดติดตามหน่อย ตัวอย่าง ของคำถามที่กล่าวถึง คการคำนวณศักยภาพของแบตเตอรี่:

ตัวอย่างที่ 1: (UFSC-SP) รับกึ่งปฏิกิริยา:

2 เฟ⁺² → 2 เฟ⁺³ + 2 และ E_oxy = - 0.77 V

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 และ E_oxy = - 1.36V

คำนวณศักยภาพของปฏิกิริยาด้านล่าง (สแต็ก) และบอกว่าเกิดขึ้นเองหรือไม่ โดยตรวจสอบตัวเลือกที่ถูกต้อง:

2 เฟ⁺² + Cl₂ → 2 เฟ⁺³ + 2 Cl^-1

ก) – 0.59V มันไม่เกิดขึ้นเอง

b) 0.59 V มันไม่เกิดขึ้นเอง

c) 0.59 V เกิดขึ้นเอง

d) – 2.13 V มันไม่เกิดขึ้นเอง

จ) 2.13 V เกิดขึ้นเอง

ความละเอียด:

ในขณะที่แบบฝึกหัดขอให้คุณกำหนดค่าศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ เพียงวิเคราะห์ศักย์ออกซิเดชันที่จัดให้เพื่อตัดสินว่าค่าใดสูงสุดและค่าใดต่ำสุด:

2 เฟ⁺² → 2 เฟ⁺³ + 2 และ E_oxy = - 0.77 V (อันนี้ใหญ่สุด)

2 Cl^-1 → 1 Cl₂ + 2 และ E_oxy = - 1.36V (อันนี้เล็กสุด)

จากนั้นเพียงนำไปใช้ในสูตรการคำนวณศักยภาพของแบตเตอรี่:

ΔE = อี_oxy (ใหญ่กว่า) - And_oxy (เล็กกว่า)

ΔE = - 0.77 - (-1.36)

ΔE = - 0.77 + 1.36

ΔE = + 0.59V

เนื่องจากศักยภาพที่พบมีค่าเป็นบวก เราจึงมีกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ จดหมาย ค).

ตัวอย่างที่ 2: (UFMS) พิจารณากึ่งปฏิกิริยาที่แสดงด้านล่างโดยมีศักยภาพในการลดมาตรฐานตามลำดับเป็นโวลต์ (V):

Ag⁺ + และ → Ag E_{สีแดง} = 0.80V

ตูด⁺² + 2 และ → Cu E_{สีแดง} = 0.34V

คำนวณศักยภาพของปฏิกิริยาด้านล่าง (สแต็ก) และบอกว่าเกิดขึ้นเองหรือไม่ โดยตรวจสอบตัวเลือกที่ถูกต้อง:

Cu + 2 Ag⁺→ คู⁺² + 2 Ag

ก) – 4.6 V

ข) - 0.46 V

ค) + 0.46V

ง) + 1.14V

จ) - 1.14 V

ความละเอียด:

เนื่องจากแบบฝึกหัดขอให้คุณกำหนดมูลค่าของศักยภาพของกอง การวิเคราะห์ศักยภาพการลดลงที่จัดเตรียมไว้ให้เพื่อตัดสินว่าอันใดที่ใหญ่ที่สุดและค่าใดน้อยที่สุดก็เพียงพอแล้ว:

Ag⁺ + และ → Ag E_{สีแดง} = 0.80V (อันนี้ใหญ่สุด)

ตูด⁺² + 2 และ → Cu E_{สีแดง} = 0.34V (อันนี้เล็กสุด)

จากนั้นเพียงนำไปใช้ในสูตรการคำนวณศักยภาพของแบตเตอรี่:

ΔE = อี_{สีแดง} (ใหญ่กว่า) - And_{สีแดง} (เล็กกว่า)

ΔE = 0.80 - (0.34)

ΔE = 0.80 - 0.34

ΔE = + 0.46V

เนื่องจากศักยภาพที่พบมีค่าเป็นบวก เราจึงมีกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ จดหมาย ค).

By Me. Diogo Lopes Dias

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm