Електроди и напрежение в галваничен елемент

В последното видео говорихме за това как можем да създадем волтаична или галванична клетка, един вид батерия, като разделим окислителната и редукционната реакция и ги свържем с проводник, при което цинкът отдава своите електрони през проводника до медните йони, които ги получават и медните йони се редуцират. Това може би повдигна някои въпроси. Ако това е батерия, кой е положителният изход? Кой е отрицателният изход? Ако това е батерия, какъв е нейният волтаж? Искам да те насърча, да помислиш кой е положителният електрод и кой е отрицателният електрод. Насърчавам те да спреш видеото и да помислиш самостоятелно. Откъде тръгва токът и накъде отива? Отрицателният край на една батерия е мястото, от което идват електроните. Електроните идват от тази пръчка цинк тук. Така че това е отрицателният електрод на батерията, ето тук. Отрицателният електрод често се нарича анод. Това е анодът на тази батерия. От другата страна е медната пръчка, към която се движат електроните. Това е положителният електрод, който наричат понякога катод. Следващият въпрос е какъв е волтажът? Волтажът ще зависи от концентрацията на цинкови йони, и от концентрацията на медни йони. Ще зависи от налягането. Ще зависи от температурата. Но ако всички условия са стандартни, можем да измерим стандартния електроден потенциал. Препоръчвам ти да потърсиш в интернет какво е стандартен електроден потенциал и ще видиш куп волтажи за различни йони, които се измерват спрямо водорода... това е в сравнение с водорода... колко много този йон иска да привлече неговите електрони? Ако потърсиш това, ще намериш и за тази реакция тук. За медни йони със степен на окисление 2+, да придърпат два електрона и да се превърнат в твърда мед, спрямо това, което се нарича стандартен водороден електрод, имаме 0,34 волтаж, което означава, че това е по-вероятно да стане, отколкото с водорода. Но не се тревожи особено за това. Ние просто ще сравним волтажите и ще намерим каква е общата електродвижеща сила на общия волтаж, с който окислително-редукционният процес ще протече, или общата електродвижеща сила, с която ще избутаме тези електрони през проводника. Ако разгледаме реакцията за цинка, в таблицата със стандартни електродни потенциали ще намерим –0,76. Тук обаче трябва да внимаваш, защото като ти дават това число, те всъщност ти дават обратната реакция. Това се отнася за реакцията, в която цинкови йони получават електрони и стават цинк в твърдо състояние. А ние искаме точно обратното. Това е реакцията, която протича в нашата галванична клетка. За тази реакция стойността ще бъде обратното на това. Ще бъде + 0,76 волта. Можем да разглеждаме това, че процесът ще протече с електродвижеща сила или енергия за Кулон, относително 0,76 волта. Тук електродвижещата сила е 0,34 волта. Така че общо, цялата реакция, ще протече с електродвижеща сила, или можем да кажем потенциал за кулон разлика между тази страна и тази страна, това ще бъде сборът от тези две стойности. Така че при стандартна концентрация, която е един мол на литър, на йоните във воден разтвор, при стандартна температура и стандартно налягане, тогава имаме 1,1 волтова батерия. Просто събрахме тези двете. Разбира се, има и други начини да намериш това. Можеш просто да вземеш един волтметър и да измериш колко волта е без да протича ток. Можеш да измериш каква е разликата във волтажа на тези два извода, точно както с обикновена батерия.