Ποιο σχηματίζεται όταν ένα τυπικό μισό κύτταρο υδρογόνου συνδέεται με γέφυρα αλατιού με ημι-κύτταρο ψευδαργύρου;
τα στοιχεία:
* Τυπικό ηλεκτρόδιο υδρογόνου (SHE): Αυτό χρησιμεύει ως ηλεκτρόδιο αναφοράς. Αποτελείται από ένα ηλεκτρόδιο πλατίνας που βυθίζεται σε ένα διάλυμα 1 μ. Ιόντων Η+ με αέριο υδρογόνου που αναβλύζει πάνω από την πίεση 1 atm. Η μισή αντίδραση είναι:
2Η + (aq) + 2Ε- ⇌ H2 (g)
* ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου: Αυτό είναι το άλλο μισό κύτταρο. Αποτελείται από ένα μεταλλικό ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου που βυθίζεται σε ένα διάλυμα που περιέχει ιόντα ψευδαργύρου (Zn2+). Η μισή αντίδραση είναι:
Zn (s) ⇌ Zn2 + (aq) + 2e-
Η γέφυρα αλατιού:
Η γέφυρα αλατιού είναι ένα κρίσιμο συστατικό που επιτρέπει τη ροή των ιόντων μεταξύ των δύο μισών κυττάρων για τη διατήρηση της ηλεκτρικής ουδετερότητας. Περιέχει συνήθως ένα κορεσμένο διάλυμα ενός αδρανούς άλατος όπως το χλωριούχο κάλιο (KCL).
Η διαδικασία:
* Οξείδωση ψευδαργύρου: Το μέταλλο ψευδαργύρου οξειδώνεται (χάνει ηλεκτρόνια) στο ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου, σχηματίζοντας ιόντα ψευδαργύρου (Zn2+) σε διάλυμα. Τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω του εξωτερικού κυκλώματος προς το ηλεκτρόδιο υδρογόνου.
* Μείωση υδρογόνου: Τα ηλεκτρόνια από το ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου μειώνουν τα ιόντα υδρογόνου (Η+) στο ηλεκτρόδιο πλατίνας, σχηματίζοντας αέριο υδρογόνου (Η2).
* δράση γέφυρας αλατιού: Η γέφυρα αλατιού επιτρέπει στη ροή των ιόντων να διατηρούν την ισορροπία φορτίου. Τα ανιόντα από τη γέφυρα αλατιού κινούνται προς το μισό κύτταρο του ψευδαργύρου και τα κατιόντα κινούνται προς το μισό κύτταρο υδρογόνου.
Συνολική αντίδραση:
Η συνολική αντίδραση κυττάρων είναι:
Zn (s) + 2Η + (aq) → Zn2 + (aq) + H2 (g)
Το αποτέλεσμα:
Ο σχηματισμός ενός γαλβανικού κυττάρου έχει ως αποτέλεσμα μια αυθόρμητη ροή ηλεκτρονίων από το ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου στο ηλεκτρόδιο υδρογόνου, παράγοντας μια διαφορά δυναμικού (τάση) που μπορεί να μετρηθεί. Αυτή είναι η βάση του τρόπου λειτουργίας των μπαταριών.
