Chimie Alte teme
Electrochimie celule galvanice
Electrochimia celulelor galvanice studiază dispozitivele care transformă energia chimică în energie electrică prin reacții redox spontane. O celulă galvanică este formată din două semicelule conectate printr-un punte de sare, fiecare conținând un electrod și o soluție electrolitică. Aceste celule sunt baza bateriilor și a proceselor de coroziune.
Componente și funcționare
- Anod și catod Anodul este electrodul unde are loc oxidarea (pierdere de electroni); catodul este unde are loc reducerea (câștig de electroni).
- Puntea de sare Menține neutralitatea electrică prin permiterea migrației ionilor între semicelule, prevenind acumularea de sarcină.
- Potențialul celulei Se calculează ca E°_celulă = E°_catod - E°_anod, unde E° sunt potențialele standard de reducere. Unitatea este volt (V).
Exemplu: Celula Daniell
- 1 Pasul 1: Semicelulele Anod: Zn(s) în ZnSO₄(aq), reacția Zn → Zn²⁺ + 2e⁻. Catod: Cu(s) în CuSO₄(aq), reacția Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu.
- 2 Pasul 2: Calculul potențialului E°_Zn²⁺/Zn = -0,76 V, E°_Cu²⁺/Cu = +0,34 V. E°_celulă = 0,34 - (-0,76) = 1,10 V.
- 3 Pasul 3: Funcționarea Electronii circulă de la anod (Zn) la catod (Cu) prin circuitul extern, producând curent electric.
Aplicații
- Baterii Celulele galvanice sunt utilizate în baterii primare, cum ar fi cele cu zinc-carbon, pentru alimentarea dispozitivelor.
- Protecție anticorozivă Anodul de sacrificiu (ex.: Mg) protejează metalele prin corodare preferențială într-un proces galvanic.
Pentru a construi o celulă galvanică, alege perechi redox cu E° diferite și asigură contactul ionic prin puntea de sare.