Egy egyszerű elektrokémiai vagy galvánelem mint egy akkumulátor használ kémiai reakció , hogy hozzon létre az elektromos áram. Egy ilyen típusú sejt van osztva két fél sejtek , amelyek mindegyike tartalmaz egy reaktáns oldatban , az úgynevezett elektrolit . Az egyik gyakori típusa a fél cella tartalmaz egy elektród réz merített elektrolit oldott réz-szulfát. Reakció : Matton
Nincs reakció kerül sor a réz- szulfát fél sejt önmagában . Képzeld el , azonban , hogy csatlakozik a vezetéket a réz elektróda a cink elektróda másik fél cellába , majd hozzáadjuk a ” só híd” , amely lehetővé tette mozgása díjak között a két elektrolit . Akkor most kap egy folyó két fél sejteket , mert egy kémiai reakció zajlik. Ebben a lépésben oxidáció ( elvesztése elektronok ) a cink és csökkentése ( nyereség elektronok ) a réz , de a két fél , a reakció zajlanak különböző sejtekben .
Potenciálok
Tegyük fel, hogy mért a feszültség között, a réz és a cink fél sejteket egy voltmérő . Feltételezve, hogy az oldott anyag koncentrációja mindkét egy moláris és a réz és a cink tiszta , akkor kap egy közeli érték 1,10 volt . Ha fel a réz- szulfát félcellában együtt fél sejt tartalmaz egy ezüst elektróda és egy ezüst -klorid elektrolit , de akkor kap feszültséget durván 0,12 (ismét feltételezve egy moláris koncentráció mindkét elektrolitok ) . Nyilvánvaló, hogy a feszültség a két fél sejt választja.
Standard potenciálok
Annak érdekében, hogy összehasonlítási alapként , vegyészek használja az úgynevezett “standard potenciálok ” mért hivatkozva a ” standard hidrogén elektród ” vagy ő . Nincs semmi különös különleges a SHE , önmagában ; ez csak egy kényelmes benchmark ( más félcellában szolgálhatott volna a benchmark helyette ) . Összehasonlítva a SHE , a réz- szulfát fél sejt feszültsége 0,34 V , így ez a szabvány lehetséges . Ahhoz, hogy a standard potenciál, E & deg ;, bármely másik felét sejt egyesítjük a réz-szulfát félcellában , akkor használja a szabványos potenciálokat. A szabvány potenciálját cink fél cella , például, -0,76 , így ha hozzá 0,76 és 0,34 , kapsz 1.10 . A szabvány potenciált egy ezüst -klorid félig sejt , ezzel szemben 0,22 , így a standard potenciálja a kombinációja a két fél sejtek 0,12.
Nernst-egyenlet
Normál potenciálok szabványos mérési légköri nyomást elektrolit egy moláris koncentráció . Ha a koncentrációja a réz-szulfát nem egy moláris azonban a feszültség más lesz – és ez az, pontosan mi fog történni , mint az akkumulátor lemerül . Kiszámításához a feszültség adott másik a koncentráció, akkor a Nernst egyenlet . Szobahőmérsékleten , ez a híres egyenlet a következő: E = E & deg ; – ( 0,05917 /n ) log Q, ahol n az elektronok száma , amelyek megváltoztatják a kezét , és a reakció során a reakció Q hányados. Bármely reakció WW + xX – & gt; yy + ZZ , akkor közelíteni a reakció hányados az ( [Z] ^ z [ Y] ^ y) /( [ X ] ^ x [ W ] ^ w ), ahol a zárójelben lévő szám jelöli a koncentráció . Megjegyzendő azonban, hogy ha egy reagens vagy termék egy tiszta szilárd vagy tiszta folyadék, nem jelenik meg a reakcióban hányadosa ; csak hagyja ki teljesen .
