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