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