Θεωρίες ενός Θειικός Χαλκός μισό κελί

Ένα απλό ηλεκτροχημικό ή γαλβανικό κύτταρο σαν μια μπαταρία χρησιμοποιεί μία χημική αντίδραση για να δημιουργήσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα . Ένα κύτταρο αυτού του είδους διαιρείται σε δύο μισά κύτταρα , καθένα από τα οποία περιέχει ένα αντιδραστήριο σε ένα διάλυμα , που ονομάζεται ο ηλεκτρολύτης . Ένας κοινός τύπος του μισο κελί περιέχει ένα ηλεκτρόδιο χαλκού βυθισμένο σε έναν ηλεκτρολύτη διαλυμένου θειικού χαλκού. Αντίδραση
Η

Δεν αντίδραση θα λάβει χώρα σε μια θειικού χαλκού μισό κυττάρων από μόνη της . Φανταστείτε , όμως , ότι έχετε συνδέσει ένα καλώδιο από το ηλεκτρόδιο χαλκού σε ένα ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου στο άλλο μισό κελί , τότε προστίθεται ένα « αλάτι γέφυρα ", η οποία επέτρεπε την κυκλοφορία των τελών μεταξύ των δύο ηλεκτρολυτών . Μπορείτε τώρα να πάρετε ένα ρεύμα μεταξύ των δύο μισών κυττάρων , επειδή μια χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα . Αυτή η αντίδραση περιλαμβάνει οξείδωση ( απώλεια ηλεκτρονίων ) του ψευδαργύρου και αναγωγή ( κέρδος ηλεκτρονίων ) του χαλκού , αν και τα δύο μισά της αντίδρασης που λαμβάνει χώρα σε διαφορετικά κύτταρα .
Εικόνων Δυναμικά

Ας υποθέσουμε ότι μετράται η τάση ανάμεσα στα κύτταρα του χαλκού και του ψευδαργύρου μισό σας χρησιμοποιώντας ένα βολτόμετρο . Υποθέτοντας ότι η συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας σε αμφότερα είναι ένα γραμμομοριακό και ο χαλκός και ο ψευδάργυρος είναι καθαρή , θα πάρει μια τιμή κοντά στα 1,10 βολτ. Αν βάλετε το θειικό χαλκό μισό κελί μαζί με μισό κύτταρο περιέχει ένα ηλεκτρόδιο αργύρου και ένα ασημένιο ηλεκτρολύτη χλωριούχου , ωστόσο , θα πάρετε μια τάση περίπου 0,12 ( και πάλι , υποθέτοντας μία μοριακή συγκέντρωση σε δύο ηλεκτρολύτες ) . Σαφώς , η τάση εξαρτάται από τα δύο μισά κύτταρα που θα επιλέξετε . Εικόνων
Πρότυπο Δυναμικά
Η

Για να παρέχουν ένα μέτρο σύγκρισης , οι χημικοί χρησιμοποιούν το λεγόμενο " πρότυπο δυνατότητες " μετριέται με αναφορά σε ένα « πρότυπο ηλεκτρόδιο υδρογόνου , " ή SHE . Δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερα ξεχωριστό για ένα SHE , per se ? είναι απλά ένα βολικό σημείο αναφοράς ( οποιαδήποτε άλλη μισή κυττάρων θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως σημείο αναφοράς όχι ) . Σε σύγκριση με ένα SHE , ένα θειικό χαλκό ένα δεύτερο κύτταρο έχει μια τάση από 0,34 βολτ , έτσι αυτό είναι πρότυπο δυναμικό της. Για να πάρετε το πρότυπο δυναμικού , E °, από κάθε άλλο μισό των κυττάρων σε συνδυασμό με θειικό χαλκό μισό κελί , μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πρότυπο δυνατότητές τους . Το πρότυπο δυναμικό του μισού των κυττάρων του ψευδαργύρου , για παράδειγμα , είναι -0.76 , οπότε αν προσθέσετε 0.76 και 0.34 , μπορείτε να πάρετε 1.10 . Το πρότυπο δυναμικό για μια μισο κελί χλωριούχου αργύρου , σε αντίθεση, είναι 0,22 , έτσι ώστε το πρότυπο δυναμικού για τον συνδυασμό των δύο μισών κυττάρων είναι 0,12 .
Εικόνων εξίσωση Nernst
Η

πρότυπο δυναμικό μετράται σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση χρησιμοποιώντας ηλεκτρολύτες με συγκέντρωση μία μοριακή . Εάν η συγκέντρωση του θειικού χαλκού δεν είναι ένας molar, εντούτοις , η τάση θα είναι διαφορετικό - και αυτό είναι ακριβώς ό, τι θα συμβεί, όπως μια μπαταρία τρέχει κάτω . Για τον υπολογισμό της τάσης δίνεται άλλες συγκεντρώσεις , μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την εξίσωση Nernst . Σε θερμοκρασία δωματίου , η περίφημη εξίσωση έχει ως εξής : E = E ° ? - ( 0,05917 /n ) log Q , όπου n είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που αλλάζουν χέρια κατά τη διάρκεια της αντίδρασης και Q είναι το πηλίκο αντίδρασης . Για οποιαδήποτε αντίδραση WW + xX - >? yY + zZ , μπορείτε να προσεγγίσετε το πηλίκο αντίδρασης ως ( [ Ζ ] ^ z [ Y ] ^ y ) /( [ X ] ^ χ [ W ] ^ w ) , όπου ένας αριθμός στην παρένθεση δηλώνει τη συγκέντρωση . Σημειώστε, ωστόσο , ότι εάν ένα αντιδραστήριο ή το προϊόν είναι ένα καθαρό στερεό ή ένα καθαρό υγρό , αυτό δεν εμφανίζεται στο πηλίκο αντίδρασης ? μπορείτε απλά να αφήσετε εντελώς .
εικόνων