To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
© Kamil Paduszyński 2010
Biotechnologia
r.a. 2009/10
Materiał pomocniczy
PROJEKTOWANIE OGNIW NA PODSTAWIE RÓWNANIA REAKCJI
mgr inż. Kamil Paduszyński
Wszelkie prawa zastrzeżone © Kamil Paduszyński 2010
Warszawa, 3 czerwca 2010 r.
UWAGA! BARDZO WAŻNE!
Czytelnik musi zdawać sobie sprawę z tego, że prezentowany materiał NIE JEST JEDYNYM materiałem
obowiązującym do egzaminu. Do egzaminu obowiązuje Państwa literatura przedstawiona na pierwszym
wykładzie oraz notatki z wykładu.
Pierwszym i zarazem najważniejszym krokiem jest zapoznanie się z treścią rozdziału podręcznika Elementy
elektrochemii poświęconego klasyfikacji półogniw galwanicznych (półogniwa pierwszego, drugiego, trzeciego
rodzaju, ogniwa redox, gazowe, itd.). Znajomość tych treści wydaje się być w mojej opinii niezbędna w
rozwiązywaniu problemów związanych z projektowaniem schematów ogniw na podstawie równania reakcji
chemicznej.
Omówię teraz rozwiązywanie problemu reakcja ⇒ schemat ogniwa na kilku (reprezentatywnych)
przykładach.
Ogólny schemat postępowania zawsze wygląda następująco:
1) „rozłożenie” równania reakcji sumarycznej na dwie reakcje „składowe”: reakcję redukcji oraz
reakcję utleniania;
2) odpowiedzenie na pytanie: w jakich typach półogniw mogą być realizowane „reakcje
składowe”.
Przykład 1:
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c)
Reakcje składowe:
redukcja:
O2(g) +4H+(aq) + 4e → 2H2O(c)
utlenianie:
H2(g) + 2OH- (aq) → 2H2O(c) + 2e
Σ
2H2(g) + O2(g) + 4H+(aq) + 4OH- (aq) → 6H2O(c)
Σ
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c)
/×2
← OK. Zgadza się!
1
© Kamil Paduszyński 2010
Biotechnologia
r.a. 2009/10
Obie reakcję realizowane są w półogniwach gazowych (w każdym przypadku, w którym w równaniu
reakcji sumarycznej występuje reagent w fazie gazowej, pojawi się na pewno półogniwo gazowe).
Reakcja redukcji będzie realizowana w półogniwie:
Pt | O2(g) | H+(aq)
Reakcja utlenienia z kolei będzie realizowana w półogniwie:
Pt | H2(g) | OH-(aq)
Elektrolity w obu półogniwach są różne, konieczne jest zatem zastosowanie klucza elektrolitycznego.
Ponadto pierwsze półogniwo będzie zapisane po stronie prawej schematu (bo redukcja), drugie
natomiast po stronie lewej ( bo utlenianie).
Zatem ostatecznie:
(−) Pt | H2(g) | OH-(aq) || H+(aq) | O2(g) | Pt (+)
Przykład 2:
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(c)
Reakcje składowe:
PbO2(s) + SO42-(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2O2-(aq)
redukcja:
2O2-(aq) + 4H+(aq) → 2H2O(c)
Σ
PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) → PbSO4(s) + 2H2O(c)
utlenianie:
Pb(s) + SO42-(aq) → PbSO4(s) + 2e
Σ
Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO42-(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(c)
Σ
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(c)
← OK. Zgadza się!
Reakcja redukcji może zostać zrealizowana w półogniwie:
PbO2(s) | PbSO4(aq) | H2SO4(aq)
Reakcja utleniania:
Pb(s) | PbSO4(aq) | SO42-(aq)
Elektrolitem w obu półogniwach może być wodny roztwór kwasu siarkowego, zatem nie ma potrzeby
stosowania klucza elektrolitycznego (wspólny elektrolit). Ponadto pierwsze półogniwo będzie
zapisane po stronie prawej
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)