26.10.2001 23:33:38
Daniellův článek - odvození rovnic
[schéma článku]

Elektrický proud je usměrněný pohyb nabitých částic. V roztoku iontů a v kovu elektronů. V článku tedy musí existovat síla, která uvede do pohybu nejen ionty, ale i elektrony.
V Daniellově článku vystupují měď a zinek v roztocích svých solí. Z Beketovovy řady kovů
Li K Ba Ca Na Mg Be Al Mn Ti Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H2 Cu Ag Hg Pt Au
plyne, že zinek je kov neušlechtilý a měď je kov ušlechtilý. To potvrzují i standartní elektrodové potenciály polorovnic:
2/0 Zn+2 / Zn Zn+2 + 2e---› Zn E0 = - 0,7926
  a  
2/0 Cu+2 / Cu Cu+2 + 2e---› Cu E0 = +0,340
Větší je potenciál u mědi, takže tato poloreakce probíhá v naznačeném směru, zatímco reakce se zinkem ve směru opačném
Zn - 2e---› Zn+2
  a  
Cu+2 + 2e---› Cu
Pro zinkovou elektrodu platí že se rozpouští v roztoku síranu zinečnatém, slouží jako anoda (na anodě vždy s výjimkou nabití akumulátorů dochází k oxidaci) a je záporným pólem (elektrony z anody vychází, elektrický proud jde z kladného pólu na záporný, to znamená, že elektrony jdou ze záporného na kladný pól)
Pro měděnou elektrodu platí, že se z roztoku síranu měďnatého vylučuje kovová měď, elektroda slouží jako katoda (na katodě vždy s výjimkou nabití akumulátorů dochází k redukci) a je kladným pólem (elektrony na katodu vstupují, elektrický proud jde z kladného pólu na záporný, to znamená, že elektrony jdou ze záporného na kladný pól)
Z těchto poloreakcí lze sestavit celkovou rovnici v iontovém a v úplném zápisu:
Zn + Cu+2 --› Zn+2 + Cu
  a  
Zn + CuSO4 --› ZnSO4 + Cu
Jelikož oba roztoky jsou od sebe odděleny, musí být umožněno vyrovnávání iontů (kationty v zinkové části přibývají a v měděné ubývají), musí být umožněno vyrovnávání koncentrací difuzí síranových aniontů. To je umožněno buďto solným můstkem (zpravidla roztok dusičnanu draselného), nebo semipermeabilní (polopropustnou) membránou (tu může při experimentu například představovat keramický květináč se zavoskovanou dírkou ve dnu).
Pozn.: Uvažovali jsme pro zjednodušení standartní elektrodové potenciály E0 namísto správnějších elektrodových potenciálů E. Jejich vztah je určen Nernstovou rovnicí:
E = E0     0,059   log   [koncentrace oxidované formy]
+  
   
    n     [koncentrace redukované formy]

[schéma článku]

[Voltův][Daniellův][Grenetův][Leclancheův][koroze Fe][ZnC (suchý)][ZnCl][OZn][Mn (alkalický)][HgZn][HgCd][AgZn][LiMnO2][Li(CF)n][LiSO2][LiSOCl2][LiI2]

[nahoru][elektrochemie][fyzikální chemie a chemická fyzika][go home]