2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Iz imena već možemo shvatiti da ćemo proučavati reakcije između elektriciteta i hemije, odnosno proučavaćemo uglavnom dvije reakcije:
Baterije: Koje su reakcije redukcije kisika koje mogu generirati električnu struju.
Elektroliza: To su reakcije redukcije kisika koje nastaju prolaskom električne struje.
1. dio: baterije
Prva baterija datira iz 1800. godine, a kreirao ju je Italijan Alessandro Volta.
Da bismo razumjeli kako baterija radi, možemo provesti sljedeći eksperiment: kupiti otopinu CuSO4 (bakar sulfat), koja se prodaje u željezarama, i komad Zn (cink) hoge, također dobiven u hardverske radnje. gvožđare ili u kućištu obične baterije koju možemo imati kod kuće.
Stavimo Zn šipku u otopinu CuSO4 i gledamo oko 3 sata i tada ćete vidjeti crvenkastu boju koja se zalijepila na cink šipku koju smo uronili.
I šta se ovdje dogodilo?
Na cink se desio depozit bakra, u zavisnosti od reakcije:
Zaključak: Već znamo da se transformacija neutralnog hemijskog elementa u jon dešava jer on "daje" elektrone kao u primeru: cink je prešao iz Zn u Zn+2.
On je oksidirao (zapamtite: ko oksidira daje – oksidira), propuštajući dva elektrona do bakra kojibio u rastvoru u formiranju Cu+2 jona i postao metal Cu (Cu0).
Zanimljivo je napomenuti da se ova reakcija dogodila spontano. Za sada ćemo reći da Zn ima veću sklonost da "daje" elektrone, dok bakar ima veću sklonost da "primi" elektrone. Očigledno je da se ova tendencija davanja i uzimanja može javiti i kod drugih elemenata u zavisnosti samo od njihovog potencijala.
Na primjer: Ako uradimo isti postupak sa bakrenom pločom u vodenom rastvoru srebrovog sulfata (Ag2SO4) desiće se da se srebro (Ag) impregnira u bakarnu ploču i onda sledeća pojednostavljena reakcija:
U međuvremenu, ako eksperiment uradimo obrnuto, potapanjem srebrne ploče u rastvor CuSO4 (bakar sulfat) ništa se ne dešava.
Konačni zaključak: Ovo posljednje iskustvo pokazuje da atomi imaju tendenciju da daju i prime svoje elektrone, barem spontano. U odnosu na tri uključena elementa, dokazano je da Zn "daje više" od Cu i Cu više od Ag.
Ova tendencija se pripisuje stabilnijoj elektronskoj konfiguraciji, zbog čega se elektroni više vole zadržavati na srebru nego na bakru ili cinku.
Daniell's Stack
Daniell's Cell nije ništa više od iskustva stečenog ranije sa cinkom i bakrom, samo što se prijenos elektrona odvija preko vanjske žice.
Šematski prikaz
Ustanovljena konvencija ili sljedeća shema koja će biti predstavljenagomile:
gde se nalaze elektrode, molarnosti rastvora i radna temperatura ćelije.
Rječnik za proučavanje baterija:
Elektroda: Metalna šipka, komad grafita, pa čak i komad gole žice.
Pola ćelije: sklop formiran od elektrode i jonskog rastvora ćelije.
Anoda: Polućelija koja emituje elektrone za eksterno kolo. To je negativni pol baterije, gdje se odvija proces oksidacije.
Katoda: Polu-ćelija koja prima elektrone iz vanjskog kola. To je pozitivni pol steka, gdje se odvija proces redukcije.
Elektrohemijska ćelija: Kompletan set koji čini bateriju. Sastoji se od dvije polućelije.
