Reakcje elektrochemiczne są niezbędne dla wielu procesów zachodzących w technologii i ludzkim ciele i polegają na przenoszeniu elektronów z jednego rodzaju substancji chemicznej na drugi. Reakcje te nazywane są reakcjami redukcji-utleniania lub reakcjami redoks.
Kiedy gatunek traci elektrony, ulega utlenieniu, a my mówimy, że jest utleniony. Kiedy jakiś gatunek zyskuje elektrony, oznacza to, że uległ redukcji, a my mówimy, że jest zredukowany. W elektrochemicznym ogniwie galwanicznym spontanicznie zachodzą reakcje redoks, w wyniku których powstaje energia elektryczna. Jednak w ogniwie elektrolitycznym stosowana jest energia elektryczna, która powoduje zachodzące reakcje redoks.
Ogniwo elektrolityczne składa się z roztworu reakcyjnego zwanego elektrolitem, który zawiera wszelkie związki chemiczne, które są utleniane lub redukowane, a także jony potrzebne do umożliwienia przepływu elektronów. Ogniwo elektrolityczne posiada dwie metalowe elektrody, które są zanurzone w roztworze elektrolitycznym. Obwód zewnętrzny łączy dwie elektrody, co uzupełnia obwód i umożliwia nam podanie napięcia lub prądu.
Przyłożony prąd lub napięcie jest tym, co powoduje zajście reakcji elektrochemicznej. Półreakcja utleniania zachodzi na anodzie, a półreakcja redukcji zachodzi na katodzie. Aby pomóc Ci je rozróżnić, pamiętaj o wyrażeniu "czerwony kot", które oznacza "redukcję na katodzie".
Ale jak określić, która elektroda jest która? Możemy użyć standardowego potencjału redukcyjnego elektrod metalowych, który jest miarą tendencji metalu do utraty elektronów. Im wyższy potencjał redukcyjny, tym większe prawdopodobieństwo, że metal zostanie zredukowany.
Powiedzmy, że umieszczamy elektrodę srebrną i elektrodę miedzianą w ogniwie elektrolitycznym i przykładamy prąd. Elektroda srebrna ma wyższy potencjał redukcyjny, więc jest zredukowana i działa jak katoda. Elektroda miedziana ma mniejszy potencjał redukcyjny, więc jest utleniona i pełni rolę anody.
Jednym z zastosowań ogniw elektrolitycznych jest galwanizacja, która jest reakcją, w której jeden metal jest utleniany, a następnie redukowany na powierzchnię innego metalu. Ponieważ anoda jest metalem wykonującym powlekanie, w naszym przykładzie srebra i miedzi srebrna elektroda jest pokryta cienką warstwą miedzi.
W tym laboratorium zmontujesz ogniwo elektrolityczne i przeprowadzisz proces galwanizacji, platerując mosiężny klucz miedzią.
At the end of this lab, students should know...
Podstawową reakcją w elektrochemii jest redoks, redukcja-utlenianie, reakcja. Środek utleniający zyskuje elektrony w półreakcji redukcji, podczas gdy środek redukujący traci elektrony w półreakcji utleniania.
Ogniwo elektrolityczne składa się z komory reakcyjnej zawierającej roztwór elektrolitu, dwóch...
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.