Σημαντικά χαρακτηριστικά των ηλεκτροχημικών κυττάρων και της σειράς τους

Προηγουμένως, συζητήσαμε τι είναι μια οξειδοαναγωγική αντίδραση. Ο ίδιος ο όρος redox προέρχεται από τους δύο τύπους αντιδράσεων, δηλαδή τη μείωση και την οξείδωση. Αυτό συμβαίνει επειδή σε μια οξειδοαναγωγική αντίδραση, η μείωση και η οξείδωση λαμβάνουν χώρα ταυτόχρονα. Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης, ο αριθμός των χαμένων ηλεκτρονίων είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που αποκτήθηκαν. Οι αντιδράσεις Redox αφορούν επίσης τα ηλεκτροχημικά κύτταρα. Τι ΕΙΝΑΙ ΑΥΤΟ?

Ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της χημικής ενέργειας που παράγεται σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτά τα κύτταρα είναι δύο τύπων, συγκεκριμένα τα ηλιακά κύτταρα ή τα γαλβανικά κύτταρα και τα κύτταρα ηλεκτρόλυσης.

Τα βολταϊκά κύτταρα είναι ηλεκτροχημικά κύτταρα που μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια αυθόρμητα από χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στο διάλυμα. Ένα παράδειγμα μιας ηλιακής κυψέλης είναι μια ηλεκτρική μπαταρία.

Εν τω μεταξύ, τα κύτταρα ηλεκτρόλυσης είναι κύτταρα που υφίστανται χημική αντίδραση όταν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα στο στοιχείο. Ένα παράδειγμα ενός στοιχείου ηλεκτρόλυσης είναι η διάσπαση του άλατος στα συστατικά του στοιχεία, δηλαδή το νάτριο και το χλώριο.

Τα χαρακτηριστικά ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου

Υπάρχουν πολλά χαρακτηριστικά ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου. Πρώτον, κάθε μισό στοιχείο αποτελείται από μια μεταλλική ράβδο βυθισμένη σε διάλυμα των δικών της ιόντων. Δεύτερον, η αντίδραση μισού κυττάρου που εμφανίζεται στην άνοδο ονομάζεται αντίδραση οξείδωσης μισών κυττάρων ενώ αυτό που συμβαίνει στην κάθοδο είναι αντίδραση μείωσης μισών κυττάρων.

(Διαβάστε επίσης: Εξισορρόπηση των αντιδράσεων Redox, Γνωρίστε αυτές τις δύο μεθόδους)

Τρίτον, δύο μισές αντιδράσεις εμφανίζονται πάντα ταυτόχρονα. Τέταρτον, η άνοδος συλλαμβάνει ηλεκτρόνια έτσι ώστε να φορτίζεται αρνητικά, ενώ η κάθοδος χάνει ηλεκτρόνια έτσι ώστε να φορτίζεται θετικά. Τέλος, τα ηλεκτρόνια ρέουν από την άνοδο στην κάθοδο και το ρεύμα από την κάθοδο στην άνοδο.

Σε ηλεκτροχημικά στοιχεία, επίσης γνωστά ως ηλεκτροχημικές σειρές. Η ηλεκτροχημική σειρά είναι η διάταξη στοιχείων προκειμένου να αυξηθεί η αξία του δυναμικού μείωσης.

Υπάρχουν πολλές εφαρμογές της ηλεκτροχημικής σειράς. Πρώτον, η ηλεκτροχημική σειρά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σύγκριση των σχετικών οξειδωτικών και αναγωγικών ικανοτήτων. Σύμφωνα με τους κανόνες της IUPAC ( International Union of Pure and Applied Chemistry ), ένα θετικό σημάδι χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση ενός δυναμικού μείωσης. Οι ουσίες με χαμηλότερο αναγωγικό δυναμικό είναι ισχυρότεροι αναγωγικοί παράγοντες ενώ εκείνοι με υψηλότερο δυναμικό αναγωγής είναι ισχυρότεροι οξειδωτικοί παράγοντες.

Δεύτερον, η αναλογία της αντιδραστικότητας των μετάλλων που τοποθετούνται χαμηλότερα στη σειρά (έχουν χαμηλότερο δυναμικό ηλεκτροδίων) μπορεί να αντικαταστήσει το μέταλλο που βρίσκεται στην κορυφή (έχουν υψηλότερο δυναμικό ηλεκτροδίων).

Τέλος, η ηλεκτροχημική σειρά χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του δυναμικού ηλεκτροδίου, που είναι το τυπικό δυναμικό κυψελίδας για το γαλβανικό στοιχείο.