Reakcja elektrochemiczna to proces, w którym elektrony są przenoszone między dwiema substancjami, z których jedna traci elektrony, a druga je zyskuje. Kiedy substancja traci elektrony, mówimy, że uległa utlenieniu lub że została utleniona. Kiedy zyskuje elektrony, mówimy, że uległ redukcji lub został zredukowany. Aby pomóc Ci je rozróżnić, pamiętaj o wyrażeniu "platforma wiertnicza", które oznacza utlenianie to tracenie, redukcja to zysk. Niektóre reakcje elektrochemiczne zachodzą spontanicznie, które możemy badać w ogniwie galwanicznym.
Ogniwo galwaniczne składa się z czterech głównych części. Po pierwsze, są to dwie metalowe elektrody, z których każda jest zanurzona w innym roztworze elektrolitu. Roztwory składają się z jonów potrzebnych do półreakcji, reakcji utleniania lub redukcji, które zachodzą na każdej elektrodzie. Roztwory są połączone mostkiem solnym, który umożliwia przepływ jonów i utrzymuje neutralność ładunku roztworów. Elektrody są połączone zewnętrznym obwodem, przez który przechodzą elektrony podczas reakcji.
Anoda to elektroda, która oddaje elektrony w reakcji lub ulega utlenieniu. Katoda to elektroda, która zyskuje elektrony i jest redukowana. Aby pomóc Ci rozróżnić te dwie etykiety, pamiętaj o wyrażeniu "czerwony kot", ponieważ redukcja zachodzi na katodzie.
Skąd więc wiemy, który metal działa jako anoda, a który jako katoda? Możemy użyć standardowego potencjału elektrody metalu, który jest miarą tendencji metalu do utraty elektronów. Bardziej ujemny potencjał elektrody oznacza, że metal ma większą tendencję do utraty elektronów. Elektrony zawsze przepływają z metalu o niższym potencjale standardowym do metalu o większym potencjale standardowym.
W ogniwie galwanicznym elektrony przepływają od anody do katody, więc anoda jest metalem o niższym potencjale standardowym, a katoda jest metalem o wyższym potencjale standardowym. Gdy elektrony przemieszczają się między dwiema elektrodami, mierzony jest potencjał elektryczny. Wielkość wytwarzanego napięcia jest równa potencjałowi standardowemu katody pomniejszonym o potencjał standardowy anody.
Tak więc, jeśli w ogniwie galwanicznym zostaną użyte dwa metale o podobnych standardowych potencjałach elektrodowych, takie jak na przykład ołów i cyna, wielkość wytwarzanego napięcia będzie niska. Jeśli metale mają różne potencjały standardowe, takie jak srebro i magnez, wytwarzane napięcie będzie wysokie.
W tym laboratorium skonstruujesz ogniwo galwaniczne przy użyciu dwóch metalowych elektrod i zmierzysz potencjał wytwarzany w wyniku zachodzących reakcji utleniania i redukcji. Następnie zidentyfikujesz nieznane elektrody metalowe przy użyciu znanych potencjałów standardowych i określisz wielkość wytwarzanego napięcia.
elektrochemia
Elektrochemia to gałąź chemii, która bada związek między energią elektryczną a zmianą chemiczną. Te reakcje chemiczne obejmują ruch elek…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.