電池の標準還元電位というテキストは、電極で電池を構成する各金属が標準還元電位( E 0 red )と酸化電位( E 0 ox i )を持つことを示しました。さまざまな金属および非金属の標準電位の値を示す表も示されました。この表は以下のとおりです。
これらの値は、セルの電圧(電位差(ddp)または起電力(?E))を計算するために必要になります。
電極の一方がアルミニウムで構成され、もう一方の電極が銅で構成されている電池があるとします。これらの金属はそれぞれ、それぞれのイオンの水溶液に浸されます。どちらがカソードでどちらがアノードでしょうか?スタックの dp とは何ですか?
これを見つけるには、表にある 2 つの還元半反応とこれらの金属の標準還元電位を確認するだけです。
Al ↔Al 3+ + 3e- E 0赤= -1.66 V
Cu ↔Cu 2+ + 2e- E 0赤= +0.34 V
銅の標準還元電位はより高いため、還元される、つまり電子を得る金属が陰極となることに注意してください。そしてアルミニウムは陽極となり、酸化して銅から電子を受け取ります。各電極での半反応は次の式で与えられます。
アノード半反応: Al → Al 3+ + 3e-
カソード半反応: Cu 2+ (aq) + 2e- →Cu (s)
全体的な反応を調べるには、アノードの半反応に 2 を掛け、カソードの半反応に 3 を掛けて、供与された電子と受け取った電子が等しくなるようにする必要があります。
アノード半反応: 2Al → 2Al 3+ + 6e –
カソード半反応: 3Cu 2+ (aq) + 6e – → 3Cu (s)
全体的な電池反応: 2Al + 3Cu 2+ (aq) → 2Al 3+ + 3Cu (s)
では、電池の起電力(?E 0 )や電位差はどうなるのでしょうか?
使用できる公式は 2 つあります。
したがって、式の値を代入するだけです。
?E 0 = E 0赤 (最大) – E 0赤 (最小)
?E 0 = +0.34 – (-1.66)
?E0 = +2.0V
標準酸化電位の値は標準還元電位の値と同じですが、符号が反転していることに注意してください。このようにして、以下が得られます。
?E 0 = E 0オキシ (最大) – E 0オキシ (最小)
?E 0 = +1.66 – (-0.34)
?E0 = +2.0V
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