Redoxní reakce, elektrochemie
Redoxní reakce, elektrochemie (12/14) · 4:33

Elektrody a napětí galvanického článku Jak vypočítáme napětí článku z tabulek standardních elektrodových potenciálů?

Navazuje na Chemické reakce a rovnováhy.
V minulém videu jsme hovořili o tom, jak můžeme vytvořit Voltův článek, galvanický článek nebo v podstatě baterii, oddělením prostorů pro oxidační a redukční reakce, které následně propojíme pomocí vodiče. Elektrony ze zinku projdou vodičem, dostanou se k měďnatým iontům a redukují je na měď. Nyní možná máte několik otázek. Jestli je toto baterie, kde je kladný pól? Kde je záporný pól? Jestli je toto baterie, jaké je její napětí? Pomohu vám. V první řadě když přemýšlíte, kde je kladný a kde záporný pól, pozastavte si toto video a chvilku o tom přemýšlejte. Odkud a kam jde proud? Záporný pól baterie najdeme tam, kde elektrony vznikají. Elektrony vznikají na této zinkové elektrodě. Tedy toto je záporná elektroda, kterou často nazýváme anoda. Zde tedy vidíte anodu této baterie. Na druhé straně máme měděnou elektrodu, tedy místo, kam elektrony přicházejí. Je to kladná elektroda a nazýváme jí katoda. Další otázkou bylo, jaké je napětí baterie? Napětí baterie závisí na koncentraci zinečnatých iontů a na koncentraci mědnatých iontů. Napětí také závisí na tlaku a na teplotě. Ale vše z toho jsme standardizovali a dostali jsme "standardní elektrodové potenciály". Můžete zkusit na internetu vyhledat "standardní elektrodové potenciály," zcela jistě naleznete spoustu hodnot napětí pro různé ionty. Tyto hodnoty měříme ve srovnáním s vodíkovou elektrodou - jak moc chce tento ion držet své elektrony. Pokud budete vyhledávat hodnoty pro tuto reakci, tedy pro reakci měďnatých iontů se dvěma elektrony za vzniku mědi, relativně ke standardní vodíkové elektrodě, nalezneme hodnotu 0,34 voltů. To znamená, že tato reakce proběhne s větší pravděpodobností než v případě standardní vodíkové elektrody. Nemusíte se toho příliš bát. Budeme pouze porovnávat hodnoty napětí a pozorovat, jaké je celkové elektromotorické napětí nebo celkové napětí, při kterém tyto redoxní reakce probíhají nebo celkové elektromotorické napětí, při kterém elektrony procházejí vodičem. Pokud si vyhledáte reakci zinku v tabulce standardních elektrodových potenciálů, naleznete hodnotu -0,76 voltů. Nyní musíte být opatrní, protože pokud naleznete tuto hodnotu, znamená to opačnou reakci, než máte zde. Tedy pro reakci zinečnatých iontů se dvěma elektrony za vzniku zinku. My chceme opačnou reakci. Toto je reakce, kterou potřebujeme pro náš galvanický článek. Tedy tato reakce je opakem. Bude to tedy 0,76 voltů. Můžeme přemýšlet, co se stane s elektromotorickým napětím nebo s energií na náboj poměrně k 0,76 voltům. A co se stane s elektromotorickým napětím, když zde máme 0,34 voltů. Pokud spojíme tyto reakce elektromotorické napětí článku nebo tedy rozdíl potenciálu na náboj mezi těmito dvěma stranami je součtem těchto dvou hodnot. A pokud máme standardní koncentraci, která je jeden mol iontů na litr vodného roztoku, pokud máme standardní teplotu a standardní tlak, tak můžeme zkonstruovat baterii o napětí 1,1 voltů. Tedy sečteme tyto dvě hodnoty. Ale samozřejmě existují i jiné způsoby, jak to udělat. Můžete vzít pouze voltmetr a změřit, jaké je napětí v bezproudém stavu, tedy bez průchodu proudu. Můžete doslova měřit, jaké je rozdíl napětí mezi těmito dvěmi konci, stejně jako můžete měřit napětí klasické baterie.
video