Chemia - Informator CKE matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp), Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 8.
Podczas pracy (rozładowywania) akumulatora kwasowo-ołowiowego zachodzi reakcja opisana następującym równaniem:
Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
Bateria jest ogniwem galwanicznym, a podczas jej rozładowywania, na jej elektrodach wykonanych z materiału biorącego udział w reakcjach elektrodowych, zachodzą procesy oznaczone cyframi I i II:
II:
PbO2 + 4H+ + 2e– → Pb2+ + 2H2O
Uzupełnij schemat tak, aby przedstawiał schemat opisanego wyżej ogniwa galwanicznego. Luki uzupełnij wzorami substancji, które tworzą elektrody (anodę i katodę) w tym ogniwie.
(–): | H2SO4 | :(+)
Rozwiązanie
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu ogniwa.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
(–): Pb (s) | H2SO4 | PbO2 (s) | Pb (s):(+)
ALBO
(–): Pb (s) | H2SO4 | PbO2 (s) :(+)
Uwagi od BiologHelp:
Według konwencji sztokholmskiej zapisu schematu ogniwa, pojedyncza pionowa kreska (|) oznacza granicę faz. Innymi słowy, wskazuje granicę między dwiema substancjami w różnych fazach, ale pozostającymi w fizycznym kontakcie ze sobą. W uproszczeniu fazy często tłumaczy się jako stany skupienia, dlatego w notacji substancje występujące w tym samym stanie skupienia (np. stałym, ciekłym) oddziela się przecinkami zamiast pionową kreską. Dla akumulatora kwasowo-ołowiowego można czasem spotkać poniższy sposób notacji:
(–) Pb (s) | H2SO4 (aq) | PbO2 (s), Pb (s) (+)
Należy jednak zauważyć, że na podstawie przedstawionego schematu można wysnuć błędne przekonanie, jakoby zarówno ołów, jak i jego tlenek pełniły w tym ogniwie rolę katody. W rzeczywistości jedynie tlenek ołowiu pełni funkcję katody, uczestnicząc w reakcji chemicznej. Ołów natomiast działa wyłącznie jako obojętny odbiornik i przekaźnik elektronów. Dlatego w schemacie można go albo pominąć (uwzględniając polecenie, aby zapisać substancję tworzącą katodę), albo przedstawić jako elektrodę obojętną — po pionowej kresce (opisując w ten sposób katodę strukturalnie jako warstwę tlenku na płycie ołowiowej), zgodnie z tym, jak zostało to zaprezentowane w oryginalnej odpowiedzi.
