Ingen reaksjon vil foregå i en kobber sulfat halv celle av seg selv. Forestille seg imidlertid at du koblet en ledning fra kobber-elektrode til en sinkelektrode i et annet halv celle, deretter tilsatt en " salt bro " som tillot bevegelse av spenning mellom de to elektrolytter. Du kan nå få en strøm mellom de to halv -celler , fordi en kjemisk reaksjon finner sted. Denne reaksjonen involverer oksidering (tap av elektroner ) av sink og reduksjon ( forsterkning av elektroner ) av kobber, men de to halvdeler av reaksjonen finner sted i forskjellige celler .
Potensialer
Tenk deg at du målte spenningen mellom kobber og sink halv celler ved hjelp av et voltmeter . Antar det oppløste stoffet konsentrasjon i begge er en jeksel og kobber og sink er ren , vil du få en verdi nær 1,10 volt. Hvis du setter kobbersulfathalv celle sammen med en halv celle inneholdende en sølv -elektrode og en sølv -klorid elektrolytt , men ville få en spenning på omtrent 0,12 (igjen, forutsatt at en molar konsentrasjon i begge elektrolytter ) . Åpenbart avhenger spenningen på de to halvcellenedu velger.
Standard Potentials
For å gi et sammenligningsgrunnlag , kjemikere bruke såkalte "standard potensialer " måles med referanse til en" standard hydrogenelektrode "eller hun. Det er ikke noe spesielt om en SHE , per se ; det er bare en praktisk referanse (noen annen halvcellekunne ha fungert som en målestokk i stedet) . Sammenlignet med en SHE , har et kobbersulfathalv cellen en spenning på 0,34 volt , slik dette er standardpotensial. For å få den standard potensial, E & grader ;, av noen andre halvparten celle kombinert med kobbersulfat halv celle , bruker du deres standard potensialer. Standarden potensialet i en sink halv celle, for eksempel , er -0,76 , så hvis du legger 0,76 og 0,34 , får du 1.10 . Standarden potensialet for en sølv -klorid halv celle, derimot, er 0,22, slik at standarden potensialet for kombinasjonen av de to halv -celler er 0,12.
Nernst ligning
Alkaliske potensialer er målt ved standard atmosfærisk trykk ved hjelp av elektrolytter med en molar konsentrasjon. Hvis konsentrasjonen av kobbersulfat er ikke en molar , vil imidlertid spenningen være forskjellig - og dette er nøyaktig hva som vil skje som et batteri går ned. For å beregne spenningen gitt andre konsentrasjoner , kan du bruke Nernst ligning . Ved romtemperatur er denne kjente ligningen som følger: E = E & grader ; - ( 0,05917 /n) log Q, hvor n er antallet av elektroner som endrer hender under reaksjonen , og Q er reaksjons kvotienten. For noen reaksjon wW + XX - & gt ; yY + åÅ , kan du omtrentlig reaksjonen kvotient ( [ Z ] ^ z [Y ] ^ y) /( [X ] ^ x [W ] ^ w ) , der et tall i parentes angir konsentrasjonen . Vær imidlertid oppmerksom på at hvis en reaktant eller produkt er en ren fast eller en ren væske , vises det ikke i reaksjonen kvotient ; du bare la den ut helt .