Pripremio: Varga I štvan HEMIJSKO PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA [email protected]

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 CuSO 4 Rastvor ZnSO 4 RASTVARANJE

Cu ploča Električni dvojni sloj

Cu 2+ Cu 2+

Rastvor CuSO 4 Srednja potencijalna energija Cu od Cu 2+ 2+ jona jona u metalu zato dolazi do u rastvoru je veća izdvajanja na površini Cu.

Zn ploča Električni dvojni sloj

Zn 2+ Zn 2+

Rastvor ZnSO 4 Srednja potencijalna energija Zn 2+ jona Zn 2+ jona u rastvoru zato dolazi do u metalu je veća od rastvaranja 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 z+ + ze M

 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) a) Vodonikova elektroda je negativan pol sprega; b) Vodonikova elektroda je pozitivan pol sprega.

Elektrodni potencijal Zn elektode je -0,763 V.

Danijelov element

 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 K 2 SO 4 ).

Danijelov element

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. (  ) Zn Zn 2  Cu 2  Cu (  ) Jednostruka vertikalna crta označava granicu faza elektroda-elektrolit, a dvostruka elektrolitički most između elektroda.

Elektromotorna sila galvanskog sprega,  , je jednaka 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 .