Klucz elektrolityczny

przewodnik jonowy łączący elektrolity i umożliwiający przepływ prądu.          [ | - granice faz;  || - klucz elektrolityczny]

Katoda

-        półogniwo w którym zachodzi proces redukcji

Anoda

-        półogniwo w którym zachodzi proces utleniania

1.      Elektrody o wyższym potencjale normalnym stanowią w ogniwach biegun dodatni - katodę względem elektrod o niższym potencjale normalnym, które stanowią - anodę.

2.      Metale o ujemnych potencjałach normalnych mogą wypierać z roztworów wodór i metale o dodatnich potencjałach normalnych.

3.      Metale o ujemnych potencjałach normalnych są silniejszymi reduktorami niż wodór.

Potencjał półogniwa

-        różnica potencjałów na granicy faz metal – roztwór.

-        jego wartość i znak zależy od: rodzaju metalu; temp.; stężenia jonów w roztworze

SEM

-        siła elektromotoryczna ogniwa – różnica potencjałów między katodą i anodą w ogniwie niepracującym (otwartym - czyli takim w którym nie płynie prąd).    SEM = dE = EK - EA

Wzór Nernsta

-        wzór określający potencjał elektrody (półogniwa)

- dla metalu zanurzonego w roztworze swojej soli:

E - potencjał elektrody; E0- potencjał normalny; n - wartościowość jonu w roztworze; c - stężenie molowe jonów metalu z roztworze

- jeśli elektrodą jest układ utleniacz - reduktor:
;             gdy cutl = cred  E = E0

Półogniwa I rodzaju

-        zbudowane są z metalu zanurzonego do roztworu elektrolitu zawierającego kationy tego metalu; reakcja zachodzi między pierwiastkiem (metal; wodór; chlor) i jego jonami; są to półogniwa odwracalne względem kationu.

1. Półogniwo cynkowe

Zn / Zn2+

Zn   =  Zn2+  +  2 e

2. Półogniwo miedziowe

Cu / Cu2+

Cu   =  Cu2+  +  2 e

3. Półogniwo wodorowe

Pt, H2 (g) / H+ aq

H2  =  2 H+  +  2 e

Zbudowane z platynowej płytki pokrytej rozdrobnioną platyną czyli tzw. czernią platynową; zanurzoną w 1 M kwasie solnym i opłukiwana gazowym wodorem, wprowadzonym do układu pod ciśnieniem 1013 hPa.

4. Półogniwo chlorowe

Pt, Cl2 / Cl-

Cl2  +  2 e  =  2 Cl-

Półogniwa II rodzaju

-        zbudowane z metalu pokrytego trudno rozpuszczalną solą tego metalu, zanurzonego w roztworze elektrolitu zawierającego anion tej soli; są to półogniwa odwracalne względem anionu.

1. Półogniwo chlorosrebrowe

Ag, AgCl / Cl-

Ag  +  Cl-  =  AgCl  +  e

2. Półogniwo kalomelowe

Hg, Hg2Cl2 / Cl-

2 Hg  +  2 Cl-  =  Hg2Cl2  +  2 e

Półogniwa III rodzaju

(tzw. redox)

-        zbudowane z platynowej lub grafitowej elektrody zanurzonej w roztworze zawierającym zarówno utlenioną jak i  zredukowaną postać układu redox.

1. Półogniwo

Pt / Fe3+ , Fe2+

Fe3+  +  e  =  Fe2+

2. Półogniwo

Pt / MnO4-, Mn2+, H+

MnO4-  +  8 H+  +  5 e = Mn2+  + H2O

Ogniwo Volty

A (-)  Zn | roztwór H2SO4 | Cu  (+) K

Anoda:

Zn = Zn2+ + 2e

Katoda:

2 H+ + 2e = H2

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Zn + 2 H+ = Zn2+ + H2

Ogniwo to składa się z zanurzonych w roztworze kwasu siarkowego (VI) płytek cynkowej i miedzianej połączonych metalicznym przewodnikiem. Na powierzchni obu zanurzonych w cieczy płytek wydziela się wodór. Do roztworu przechodzą kationy cynku, elektrony zaś przewodnikiem płyną ku płytce miedzianej, na której powierzchni zachodzi redukcja kationów wodorowych. Jest ogniwem nieodwracalnym. W ogniwie zachodzą procesy niezależnie czy układ jest zamknięty czy otwarty.

Ogniwo Daniella

A (-)  Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu  (+) K

Anoda:

Zn  =  Zn2+  +  2e

Katoda:

Cu2+  +  2e  =  Cu
Ogólnie:

Zn  +  Cu2+  =   Cu  +  Zn2+

Ogniwo odwracalne. Przed zamknięciem obwodu nie zachodzi żadna reakcja chemiczna, ustala się jedynie równowaga dynamiczna w półogniwach tworzących ogniwo.

Ogniwo wodorowo - cynkowe

A (-)  Zn | Zn2+  || H+ | H2, Pt  (+) K

Ogniwo wodorowo - miedziowe

A (-)  Pt, H2 | H+  || Cu2+ | Cu  (+) K

Anoda:

Zn  =  Zn2+  +  2 e

Katoda:

2 H+ + 2 e = H2

Ogólnie:

Zn  +  2 H+  +  2 e = Zn2+  +  H2  +  2 e

Anoda:

H2  =  2 H+ + 2 e

Katoda:

Cu2+  +  2 e   = Cu

Ogólnie:

Cu2+  +  H2  +  2 e = Cu  +  2 H+  +  2 e

Ogniwo ołowiowo - miedziowe

A (-)  Pb | Pb2+  ||  Cu2+ | Cu  (+) K

Anoda:   Pb  =  Pb2+ + 2 e

Katoda:  Cu2+  +  2 e   = Cu

Ogólnie:  Pb  +  Cu...