160 likes | 668 Views
Konverzija energije u elektrohemijskim sistemima. Pripremio : Varga I štvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA v arga.i @ neobee.net. Teorija galvanskog elementa. Pojam elektrodnog potencijala
E N D
Konverzija energije u elektrohemijskim sistemima Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA varga.i@neobee.net
Teorija galvanskog elementa Pojam elektrodnog potencijala Kad se metal potopi u elektrolit koji sadrži njegove jone (korespondentni joni), može doći do: rastvaranja metala ili izdvajanja jona iz rastvora na njemu. Koji će se proces dešavati zavisi od energetskog sadržaja jona u metalu i jona u rastvoru.
IZDVAJANJE Cu ploča Zn ploča Rastvor CuSO4 Rastvor ZnSO4 RASTVARANJE
Cu ploča Električni dvojni sloj Cu2+ Cu2+ Rastvor CuSO4 Srednja potencijalna energija Cu2+ jonau rastvoru je većaod Cu2+ jona u metalu zato dolazi doizdvajanja na površini Cu.
Zn ploča Električni dvojni sloj Zn2+ Zn2+ Rastvor ZnSO4 Srednja potencijalna energija Zn2+ jonau metaluje većaod Zn2+ jona u rastvoru zato dolazi dorastvaranja Zn ploče.
Kada se srednje potencijalne energije katjona u metalu i rastvoru izjednače, nastupa dinamička ravnoteža, jer: Brzina kojom joni odlaze u rastvor (oksidacija) Brzini kojom se joni vraćaju na metal (redukcija) Tada može da se napiše: M Mz+ + ze-
Karakteristika električnog dvojnog sloja je određena potencijalska razlika između elektrode i rastvora. • Ako je potencijalna razlika velika onda je velika i tendencija (težnja) jona da prelaze u drugu fazu. • Potencijalnu razliku između elektrode i rastvora u koji je uronjena, nazivamo elektrodnim potencijalom.
a) b) • Vodonikova elektroda je negativan pol sprega; • Vodonikova elektroda je pozitivan pol sprega.
Danijelovelement • Ako se dve elektrode na primer Zn i Cu, povežu (spregnu) na određeni način preko zajedničkog elektrolita ili elektrolitičkim mostom (cev pogodnog oblika ispunjena određenim elektrolitom) dobija se galvanski spreg.
A- ampermetar, V-voltmetar, a- elektrolitički most (U-cev napunjena smešom agar-agar i zasićenim rastvorom KCl ili K2SO4).
Kada se elektrode povežu žicom, elektroni odlaze sa Zn elektrode ka Cu elektrodi. Ovo dovodi do poremećaja ravnoteže i odigravanja sledećih reakcija: Pozitivan pol je elektroda čiji je standardni potencijal pozitivniji. Ovde na slici je Cu jer ima potencijal +0,337 V
Elektrohemijska ćelija se simbolično predstavlja tako da se negativan pol uvek piše s leve a pozitivan s desne strane. Jednostruka vertikalna crta označava granicu faza elektroda-elektrolit, a dvostruka elektrolitički most između elektroda.
Elektromotorna sila galvanskog sprega, , jejednaka razlici elektrodnih potencijala spregnutih elektroda (Ep pozitivne, En negativne elektrode): = Ep – En = 0,337V – (–0,7628V) = 1,0998V Pri radu galvanskog elementa uvek se: - na negativnoj elektrodi vrši oksidacija, - a na pozitivnoj redukcija.