proč je napětí Voltova článku počítáno z redoxního potenciálu zinku a mědi, jestliže se v článku elektrodových rovnic účastní zinek a vodík? S tím, že má redukce vodíku nulový potenciál a zinku potenciál −0,763 V, nemělo by být napětí Voltova článku 0,763 V namísto všude uváděného napětí 1,1 V.
2x
Kolega se trochu mýlí. Standardní elektrodové potenciály udávají potenciál elektrody , která je pomořená v roztoku s ionty reagujícího kovu a koncentraci 1 mol/dm3. To, o čem píše kolega v roztoku ZnSO4, je Daniellův článek, tvořený zinkovou elektrodou, ponořenou v roztoku ZnSO4 a c = 1mol/dm3 a Cu elektrody, ponořené v roztoku CuSO4 o c = 1mol/dm3. Na měděné elektrodě pak probíhá reakce Cu(2+) + 2e = Cu. To ovšem není případ měděné elektrody ve Voltově článku, tam měděné ionty v roztoku nejsou . Přibližné napětí Voltova článku je dáno tím, že Zn elektroda je ponořena v elektrolytu H2SO4 s minimální (na počátku nulovou) koncentrací Zn++ a s rostoucí koncentrací ZN(2+)v roztoku potenciál zinkové elektrody klesá. U měděné elektrody je situace složitější. Protože je napětí závislé na koncentraci H3O+, závisí na pH elektrolytu a vylučovacím napětí vodíku na mědi. Ale tenhle údaj jsem na netu nenašel. Každopádně zmiňované napětí vodíkové elektrody je měřeno na platinové elektrodě, potažené platinovou černí a obublávané vodíkem za tlaku 101325Pa.
Pokud tomu rozumím, je jedno z čeho je katoda, spíše nás zajímá potenciál toho, co se na ni bude usazovat z elektrolytu. Pak ale nechápu, proč např. jedna úloha fyzikální olympiády zmiňuje:
Elektromotorické napětí Voltova článku nepřekročí hodnotu εid. = 0, 34 V − (−0, 76 V) = 1,1 V“
U Daniellova článku se nevlučuje vodík, ale Cu z _Cu2 , takže platí E° = -0,431 V. Ve voltově článku tahle reakce neprobíhá, v elektrolytu žádné Cu(2 ) není. Tam probíhají nějaké reakce, spojené s vývojem vodíku. Při vylučování vodíku hraje roli i matreriál elektrod, protože samotné vylučování vodíku může kov usnadnovat nebo ztěžovat. Jinak vliv koncentrací popisuje Nernstova rovnice ( Nernstova rovnice – Wikipedie (wikipedia.org). Jen místo koncentrací pracuje s aktivitami a u reakcer 2H 2e = H2 samozřejmě hraje roli aktivita vodíkových iontů, reprezentovaná pH.
Takže můj výsledek 0,763 V by fungoval jen tehdy, kdyby ve Voltově článku byla skutečná vodíková katoda (na kterou by byl přiváděn H2).
A na Wikipedii to mají tedy špatně. Jakmile mi odsouhlasíte, že to chápu, pokusím se to tam opravit.
Jediné, co pak nechápu, je, proč anglická Wikipedie tvrdí, že je napětí jednoho článku 0,76 V, a proč je v chemické olympiádě úloha na výpočet napětí tohoto článku z potenciálů jednotlivých poloreakcí, když se zde standardnímu elektrodovému potenciálu katody nemá rovnat redoxní potenciál H2/H+.
Standardní potenciál reakce 2H+ + 2e = H2 je právě 0. Ale to platí jen za určitých podmínek, když článek není zatížený proudem, reakce jsou v rovnováze. Jakmile dojde k odchylce od rovnovážného stabuna eklektrodách, změní se jejich potenciál a tedy i napětí článku. Reakční schema se pak stává složitějším. Tak vylučování vodíku běží kaskádou reakcí
H+ + e = H a dál H + H = H2. A v této chvíli vstupuje do hry materiál elektrody, který katalytickým působením může reakci urychlovat nebo zpomalovat a měnit tak rovnováhu a i potenciál. Ta anglická wiki udává napětí Právě jen kombinací Zn elektrody s potenciálem někde kolem 0,73 a vodíkové elektrody s potenciálem 0. Že v zadání chemické olympiády uvádějí jiný potenciál než je standardní potenciál vodíkové elektrody, tím bych se nevzrušoval. Evidentně sledují nějaký cíl, pro který je potenciál elektrod nedůležitý, a jde jen o to, stanovit pro výpočet nebo úvahy nějaké definované podmínky, které nemusí být nutně reálné.
2) Jakmile zjistím, co znamená „nezatížený proudem“, platilo by stejné pro ten případ, kdy bychom měli katodu uhlíkovou v elektrolytu CuSO4. Dokud by nebyla zatížena proudem, byl by potenciál katody roven 0,34 V. Jakmile by došlo k odchylce od rovnovážného stavu, projevil by se vliv jiného materiálu katody.
Jinak moc děkuji za pomoc.
1x
@cham: Musíme to trochu vysvětlit. Když ponoříš kus zinku do roztoku ZnSO4, některý atom Zn zanechá své valenční elektrody v kovu a přejde do roztoku jako ion. Tím kus zinku získá záporný náboj a bude přitahovat kladné ionty Zn. Některý z nich se dotkne kovu, převezme nadbytečné elekktrony a zůstane jako neutrální atom na kovu - elektrodě. Neustále běží obě dvě reakce stejnou rychlostí,. Zvýšená ochota zinku reagovat Zn = Zn++ + 2e se přibrzdí záporným potenciálem elektrody a naopak se zrychlí opačná reakce Zn++ + 2e = Zn. Toto je stav, kdy z elektrody neodebíráme žádný proud a za kterého je stanovený standardní elektrodový potenciál reakce. Když z elektrody část elektronů odvedeme, poklesne poněkud napětí, zrychlí se přechod Zn z elektrody do roztoku a díky poklesu napětí se poněkud zpomalí vylučování Zn na elektrodě. Pokud bychom článek zkratovali a druhá elektroda by nelimitovala proud, kleslo by napětí k 0 a vylučování Zn reakcí Zn++ + 2e = Zn by se úplně zastavilo, ale přechod Zn do roztoku na Zn++ by se urychlil. A pokud bychom do roztoku ponořili indiferentní elektrodu (uhlíkovou , platinovou a pod.) nebude se dít nic. Pokud ovšem na ni přivedeme elektrony, bude se vylučovat zinek a při přerušení nebo alespoň snížení napětí se tam objeví stejný potenciál, jaký by měla zinková elektroda. Ale jen do té doby, než se vyloučený povlak zinku spotřebuje.
cs.m.wikipedia.org/...
Pokud to chápu platí, že pokud je materiál katody jiný než kationty na ni jdoucí, lze vypočítat napětí ve stavu nezatíženém proudem (dle rozdílu potenciálů reakcí na obou elektrodácb). Ale tohle číslo je nám úplně k ničemu, protože skutečné napětí může být úplně jiné, jelikož potenciál katody je zde rozdílný od potenciálu katodové reakce.
0x
Nevim, kde bereš ty zázračné informace jinak funguje Wiki :
Voltův článek je primární zdroj stejnosměrného napětí ( galvanický článek). Je pojmenován po Alessandru Voltovi, který jej použil v roce 1799 při konstrukci první baterie – Voltova sloupu. Jedná se o první elektrický článek v historii[ zdroj?].
Voltův článek je tvořen zinkovou a měděnou elektrodou v elektrolytu zředěné kyseliny sírové. Standardní elektrochemický potenciál pro měď a elektrolyt je +0,34 V, pro zinek a elektrolyt je –0,76 V, napětí mezi elektrodami je tedy:
: U = U Z n − U C u = 0 , 34 − ( − 0 , 76 ) = 1 , 1 [ V ]
Neneseme odpovědnost za správnost informací a za škodu vzniklou jejich využitím. Jednotlivé odpovědi vyjadřují názory jejich autorů a nemusí se shodovat s názorem provozovatele poradny Poradte.cz.
Používáním poradny vyjadřujete souhlas s personifikovanou reklamou, která pomáhá financovat tento server, děkujeme.