Półogniwa – JR

Półogniwa

Rodzaje półogniw

Półogniwo to płytka metalowa (lub grafitowa) zanurzona w roztworze jonów. W zależności od roztworu i rodzaju płytki możemy wyróżnić kilka rodzajów półogniw.

Elektroda to z kolei sama płytka metalowa (lub grafitowa). [dopiero w połączeniu z elektrolitem tworzy półogniwo].

Czasami w literaturze używa się tych nazw zamiennie.

 

  • Półogniwo pierwszego rodzaju – odwracalne względem kationu. Oznacza to, mamy do czynbienia z powstawaniem i reakcją kationu. Jest to elektroda metaliczna zanurzona w roztworze jonów tego metalu, np: Zn w ZnSO4(aq). A oto reakcja jaka może tam przebiegać:

Zn → Zn2+ + 2e

Przykład: półogniwo wodorowe: gdzie wodór po platynowej płytce jest wprowadzany do roztworu kwasu.

H2 → 2H+ + 2e

 

  • Półogniwo drugiego rodzaju – odwracalne względem anionu. Elektroda zbudowana jest z metalu, pokrytego warstwą trudno rozpuszczalnej soli tego metalu i zanurzona w roztworze anionów tej soli. Np. półogniwo kalomelowe:

Hg pokryte Hg2Cl2 i zanurzone w KCl; zachodzą tam reakcje:

Hg2Cl2 + 2e → 2Hg + 2Cl

Jak wdzisz, odwracalne względem anionu oznacza, że w tej reakcji bierze udział anion (tutaj Cl)

Przykład: Elektroda szklana: Ag/AgCl/HCl

AgCl + e → Ag + Cl

jak widzisz – w tych półogniwach sól przyjmuje e- i przechodzi w metal oraz anion soli.

 

  • Półogniwa gazowe – zbudowane z metalu na tyle szlachetnego, żeby sam nie reagował; płytka metalu zanurzona w roztworze nasyconym odpowiednim gazem i zawierającym odpowiednie jony – dla H2 będą to jony H+ a dla Cl2 jony Cl .

 

Jeśli jest to standardowe półogniwo wodorowe, wówczas elektrolitem jest 1M kwas solny

 

  • Półogniwa trzeciego rodzaju – półogniwa redoks – zbudowane z metalu szlachetnego na tyle, aby sam nie reagował. W roztworze znajdują się dwa rodzaje jonów dango pierwastka na różnych stopniach utlenienia. Przykład:   Pt/Sn2+, Sn4+ Pt / Fe2+, Fe3+ .

 

Półogniwa mogą graniczyć ze sobą:

  • bezpośrednio – gdy elektrody są zanurzone w tym samym elektrolicie, np w ogniwie Volty
  • przez przegrodę półprzepuszczalną – gdy elektrody zanurzone są w wodnych roztworach a przegroda uniemożliwia mieszanie się.
  • przez klucz elektrolityczny, czyli wygiętą rurkę wypełnioną solą, np NaCl, zamkniętą z obu stron materiałem półprzepuszczalnym, co umożliwia przepływ jonów w celu wyrównania ładunków. Np. w ogniwie Daniella