Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Cellespenning og reduksjonspotensialer. Cellespenning og cellediagram Når vi måler spenningen over de to halvcellene i danielcellen med sink og kobber.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Cellespenning og reduksjonspotensialer. Cellespenning og cellediagram Når vi måler spenningen over de to halvcellene i danielcellen med sink og kobber."— Utskrift av presentasjonen:

1 Cellespenning og reduksjonspotensialer

2 Cellespenning og cellediagram Når vi måler spenningen over de to halvcellene i danielcellen med sink og kobber er spenningen 1, 10 V Denne spenningen kaller vi cellespenningen, E celle Hele cellen kan beskrives med et cellediagram:

3 Cellediagrammer I et cellediagram symboliserer: – en enkel loddrett strek grenseflaten mellom metallet og metallionene i en halvcelle – en dobbel loddrett strek saltbroen Vi skriver metallene i hver halvcelle lengst vekk fra saltbroen Den halvcellen der det skjer en oksidasjon skriver vi til venstre. Dette er den negative elektroden Den halvcellen der det skjer en reduksjon skriver vi til høyre. Dette er den positive elektroden

4 I danielcellen med sink og kobber foregår følgende reaksjoner: Oksidasjon: Zn(s) → Zn 2+ (aq) + 2e - Reduksjon: Cu 2+ (aq) + 2e - → Cu(s) Vi finner cellereaksjonen ved å legge sammen de to halvreaksjonene og stryke elektronene på hver side: Zn(s) + Cu 2+ (aq) → Cu(s) + Zn 2+ (aq) Denne reaksjonen går av seg selv, den er spontan. En spontan reaksjon har positiv cellespenning I reaksjonen med sink og kobber var spenningen som vi husker 1, 10 V

5 Elektroder Elektrode brukes noen ganger om metallstaven i en halvcelle, andre ganger bruker vi elektrode om hele halvcellen I noen celler bruker vi en karbonstav som elektrode framfor et metall I elektrokjemiske celler kaller vi – elektroden der det skjer en oksidasjon for anode – Elektroden der det skjer en reduksjon for katode Hva er anode og katode i denne danielcellen?

6 Elektrodepotensialer Hver elektrode i en celle bidrar med sitt elektrodepotensial (E 0 ), og vi kan beregne cellespenningen over elektrodene Vi beregner elektrodepotensialet for en enkelt elektrode mot en standard hydrogenelektrode, der elektrodepotensialet (E 0 ) er satt til 0,00 V – Hydrogenelektroden består av platina i saltsyre (H + ), med hydrogengass som bobler rundt metallet – Det innstiller seg en likevekt: 2H + (aq) + 2e - ↔ H 2 (g) – Når saltsyren er 1,0 mol/L og trykket av hydrogengass i elektroden er 1 atmosfære har vi standardtilstand for elektroden – Det er ved denne tilstanden E 0 er satt til 0,00 V

7 Standard reduksjonspotensial for en halvcelle Vi bruker en standard hydrogenelektrode som referanseelektrode og måler så spenningen til en annen elektrode/halvcelle som også er i standardtilstand Da får vi standard reduksjonspotensial (E 0 ) for elektroden/halvcellen Hydrogenelektroden er her den negative elektroden, dvs. at hydrogengass blir oksidert

8 Standard reduksjonspotensial for en halvcelle Et eksempel: – Vi har en halvcelle med en kobberelektrode i en kobberløsning – Ved kobberelektroden skjer det en reduksjon, ved hydrogenelektroden skjer det en oksidasjon Reaksjoner: H 2 (g) → 2H + (aq) + 2e - E 0 =0,00 V Cu 2+ (aq) + 2e - → Cu(s) E 0 = 0,34 V Cellereaksjon: Cu 2+ (aq) + H 2 (g) → Cu(s) + 2H + (aq) – Vi ser at standard reduksjonspotensial for kobber målt mot en standard hydrogenelektrode er positivt, dvs. at reaksjonen er spontan Halvcelle med kobber.

9 Tabell med standard reduksjonspotensialer Reaksjoner i noen halvceller (halvreaksjoner) er vist i tabellen Alle halvreaksjonene er ført opp som reduksjoner Det er også satt opp reaksjoner med stoffer som ikke er metaller

10 Beregning av cellespenning Standard reaksjonspotensial (E 0 ) for en halvcelle et uttrykk for for lett et stoff lar seg redusere – ta opp elektroner Jo høyere verdien av E 0 er, jo lettere skjer det en reduksjon Et eksempel: Setter vi sammen to halvceller med sink og kobber til en danielcelle, blir kobberet redusert og sink blir oksidert Hvorfor skjer dette?

11 E 0 for kobber er 0,34 V E 0 for sink er -0,76 V – Vi ser at kobber har høyest reduksjonspotensial og kobber blir derfor redusert – Sink blir oksidert, dvs. at vi må snu reaksjonen for sink siden den sto som en reduksjon i tabellen over E 0 –verdier Vi får: Reduksjon: Cu 2+ (aq) + 2e - → Cu(s) E 0 = 0,34 V Oksidasjon: Zn (s) → Zn 2+ (aq) + 2e - - E 0 = -(-0,76 V) = 0,76 V Cellereaksjon: Cu 2+ (aq) + Zn (s) → Cu(s) + Zn 2+ (aq) E 0 celle = 0,34 V + 0,76 V = 1,10 V Cellespenningen er positiv, da er reaksjonen spontan

12 Cellediagrammet for danielcellen med sink og kobber er: E 0 for kobber er 0,34 V E 0 for sink er -0,76 V Den halvreaksjonen som har størst reaksjonspotensial går den veien den er skrevet i tabellen på side 194 i boka Den andre reaksjonen må vi snu, og da skifter vi fortegnet på reduksjonspotensialet Cellespenningen er summen av disse verdiene


Laste ned ppt "Cellespenning og reduksjonspotensialer. Cellespenning og cellediagram Når vi måler spenningen over de to halvcellene i danielcellen med sink og kobber."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google