Wcześniej omawialiśmy, czym jest reakcja redoks. Sam termin redoks pochodzi od dwóch typów zachodzących reakcji, a mianowicie redukcji i utleniania. Dzieje się tak, ponieważ w reakcji redoks następuje jednoczesna redukcja i utlenianie. Podczas tej reakcji liczba utraconych elektronów jest równa liczbie uzyskanych elektronów. Reakcje redoks dotyczą również ogniw elektrochemicznych. Co to jest?
Ogniwo elektrochemiczne to urządzenie służące do zamiany energii chemicznej wytworzonej w reakcjach redoks na energię elektryczną. Są to dwa typy ogniw, mianowicie ogniwa galwaniczne lub ogniwa galwaniczne i ogniwa elektrolityczne.
Ogniwa galwaniczne to ogniwo elektrochemiczne, które może samorzutnie wytwarzać energię elektryczną w wyniku reakcji chemicznych zachodzących w roztworze. Przykładem ogniwa galwanicznego jest bateria elektryczna.
W międzyczasie, ogniwo elektrolityczne to komórka, która ulega reakcji chemicznej pod wpływem prądu elektrycznego. Przykładem ogniwa elektrolitycznego jest rozkład soli na jej elementy składowe, a mianowicie sód i chlor.
Charakterystyka ogniwa elektrochemicznego
Istnieje kilka cech ogniwa elektrochemicznego. Po pierwsze, każde półogniwo składa się z metalowego pręta zanurzonego w roztworze własnych jonów. Po drugie, reakcja półogniwa, która zachodzi na anodzie, nazywana jest reakcją utleniania półogniwa, podczas gdy to, co zachodzi na katodzie, jest reakcją redukcji półogniwa.
(Przeczytaj także: Równoważenie reakcji redoks, poznaj te dwie metody)
Po trzecie, dwie reakcje połowiczne zawsze zachodzą jednocześnie. Po czwarte, anoda wychwytuje elektrony, dzięki czemu jest naładowana ujemnie, podczas gdy katoda traci elektrony, dzięki czemu jest naładowana dodatnio. Wreszcie elektrony przepływają od anody do katody, a prąd płynie od katody do anody.
W ogniwach elektrochemicznych występuje również termin szereg elektrochemiczny. Szereg elektrochemiczny to układ elementów w celu zwiększenia wartości potencjału redukcyjnego.
Istnieje kilka zastosowań serii elektrochemicznej. Po pierwsze, szereg elektrochemiczny można wykorzystać do porównania względnych zdolności utleniania i redukcji. Zgodnie z przepisami IUPAC (Międzynarodowe Zrzeszenie Chemii Czystej i Stosowanej), znak dodatni jest używany do reprezentowania potencjału redukcji. Substancje o niższym potencjale redukcyjnym są silniejszymi środkami redukującymi, podczas gdy te o wyższym potencjale redukcyjnym są silniejszymi środkami utleniającymi.
Po drugie, współczynnik reaktywności metali, które są umieszczone niżej w szeregu (mają niższy potencjał elektrody), może zastąpić metal leżący na górze (mają wyższy potencjał elektrody).
Wreszcie szereg elektrochemiczny jest używany do obliczania potencjału elektrody, który jest standardowym potencjałem ogniwa galwanicznego.
