Zbudowano ogniwo według schematu przedstawionego na poniższym rysunku.
20.1. (0-1)
Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) ogniwa, którego schemat przedstawionorysunku, w warunkach standardowych.
SEM =
20.2. (0-1)
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej
w czasie pracy tego ogniwa.
SEM ogniwa galwanicznego zależy nie tylko od wartości potencjału standardowego
półogniw, z których jest zbudowane, lecz także od stężenia jonów w roztworach tworzących
półogniwa. Wartość potencjału półogniwa E – wyrażonego w woltach – oblicza się
z równania Nernsta. Dla półogniwa metalicznego równanie to określa wpływ stężenia jonów
metalu [Mez+] na wartość potencjału półogniwa i dla T = 298 K przyjmuje postać:
E = E° + 0,059z ⋅ log[Mez+]
gdzie: E° to potencjał standardowy półogniwa, z – liczba elektronów różniących formę
utlenioną metalu od jego formy zredukowanej w procesie Me ⇄ Mez+ + ze− .
20.3. (0-1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz właściwe wzory spośród podanych
w nawiasach.
Podczas pracy opisanego ogniwa ubywa jonów (Cd2+ / Ni2+).
Aby zwiększyć siłę elektromotoryczną tego ogniwa, należy zwiększyć stężenie (CdCl2 (aq) / NiCl2 (aq)).
Ochronę stalowych zbiorników, korpusów statków, podziemnych rurociągów mogą zapewnić
tzw. protektory. Są to wykonane z odpowiednich metali elektrody, które po połączeniu
z konstrukcją stalową tworzą ogniwo galwaniczne. W tym ogniwie anodą jest protektor.
Ustal, czy miedzianą blachę można zastosować jako protektor dla ochrony konstrukcji
stalowej. Odpowiedź uzasadnij.
Podczas rozładowywania (czerpania prądu) akumulatora kwasowo-ołowiowego zachodzą
procesy opisane sumarycznym równaniem (PbO2 jest nierozpuszczalny w wodzie):
Pb + PbO2 + 2H2SO4 ⟶ 2PbSO4 + 2H2O
Ze względu na zmianę stężenia roztworu, która zachodzi w akumulatorze w czasie jego pracy,
stopień rozładowania akumulatora można określić przez pomiar gęstości tego roztworu.
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Napisz wzór elektrolitu, którego zmiany stężenia są podstawą określania stopnia
rozładowania akumulatora. Zaznacz, jak zmienia się (zwiększa się albo zmniejsza się) to
stężenie w czasie rozładowywania akumulatora.
Podczas rozładowywania (czerpania prądu) akumulatora kwasowo-ołowiowego zachodzą
procesy opisane sumarycznym równaniem (PbO2 jest nierozpuszczalny w wodzie):
Pb + PbO2 + 2H2SO4 ⟶ 2PbSO4 + 2H2O
Ze względu na zmianę stężenia roztworu, która zachodzi w akumulatorze w czasie jego pracy,
stopień rozładowania akumulatora można określić przez pomiar gęstości tego roztworu.
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Napisz sumaryczne równanie procesów zachodzących podczas ładowania akumulatora
kwasowo-ołowiowego.
