1Potencjał standardowy i szereg metali
- Potencjał standardowy E° półogniwa [V] mierzy się względem standardowej elektrody wodorowej, której przypisano E° = 0 V. Warunki standardowe: 298 K, stężenie jonów 1 mol/dm³, ciśnienie 1013 hPa.
- Szereg elektrochemiczny to metale ułożone według rosnącego E°. Wartości odczytujesz z tablic (CKE: Wybrane wzory i stałe fizykochemiczne).
- Metal o niższym E° wypiera z roztworu metal o wyższym E°. Przykłady: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu zachodzi, ale Cu + ZnSO₄ nie zachodzi.
- Metal o E° < 0 V (stoi przed wodorem w szeregu) wypiera wodór z kwasów nieutleniających, np. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑. Miedź i srebro (E° > 0 V) tego nie robią.
2SEM ogniwa
- SEM = E°(katody) − E°(anody) [V]. SEM to siła elektromotoryczna ogniwa, a E° to potencjał standardowy półogniwa (oba w woltach). Katodą jest półogniwo o wyższym potencjale. Współczynników z równania nie mnożysz.
| półogniwo | E° [V] |
|---|---|
| Zn²⁺/Zn | −0,76 |
| Cu²⁺/Cu | +0,34 |
| Ag⁺/Ag | +0,80 |
Co jest katodą w ogniwie z półogniw Cu²⁺/Cu (+0,34 V) i Ag⁺/Ag (+0,80 V)?
Katodą jest półogniwo o wyższym potencjale, czyli srebro.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Przykład krok po kroku
- Dane: ogniwo Zn | Zn²⁺ ‖ Cu²⁺ | Cu. E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V, E°(Zn²⁺/Zn) = −0,76 V.
- Wzór: SEM = E°(katody) − E°(anody). Katoda: Cu (wyższe E°), anoda: Zn.
- Obliczenia: SEM = 0,34 − (−0,76) = 0,34 + 0,76 = 1,10 V.
- Odpowiedź: SEM wynosi 1,10 V. Dla ogniwa Cu | Cu²⁺ ‖ Ag⁺ | Ag wyjdzie 0,80 − 0,34 = 0,46 V.
SEM = E°katody − E°anody. Dodatni wynik oznacza, że reakcja może zajść samorzutnie.
Minus przed potencjałem cynku to częsta pułapka. Odejmowanie liczby ujemnej to dodawanie, więc SEM jest większa od 0,34 V.
✎Ściąga: Potencjały standardowe, szereg elektrochemiczny i SEM ogniwa
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- SEM = E°katody − E°anody. Dodatni wynik oznacza, że reakcja może zajść samorzutnie.
- Potencjał standardowy E° półogniwa [V] mierzy się względem standardowej elektrody wodorowej, której przypisano E° = 0 V. Warunki standardowe: 298 K, stężenie jonów 1 mol/dm³, ciśnienie 1013 hPa.
- Szereg elektrochemiczny to metale ułożone według rosnącego E°. Wartości odczytujesz z tablic (CKE: Wybrane wzory i stałe fizykochemiczne).
- SEM = E°(katody) − E°(anody) [V]. SEM to siła elektromotoryczna ogniwa, a E° to potencjał standardowy półogniwa (oba w woltach). Katodą jest półogniwo o wyższym potencjale. Współczynników z równania nie mnożysz.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Ile wynosi SEM ogniwa Zn | Zn²⁺ ‖ Cu²⁺ | Cu (E° Zn = −0,76 V, E° Cu = +0,34 V)?
- A−1,10 V
- B0,76 V
- C0,42 V
- D1,10 V
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 1,10 V – SEM = 0,34 − (−0,76) = 1,10 V.
Co przyjmuje się za zero skali potencjałów standardowych?
- AElektrodę cynkową
- BElektrodę srebrną
- CStandardową elektrodę wodorową
- DElektrodę miedzianą
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Standardową elektrodę wodorową – Wszystkie E° podaje się względem standardowej elektrody wodorowej.
Który zestaw opisuje warunki standardowe?
- A298 K, 1 mol/dm³, 1013 hPa
- B273 K, 1 mol/dm³, 1013 hPa
- C298 K, 0,1 mol/dm³, 1013 hPa
- D298 K, 1 mol/dm³, 100 hPa
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 298 K, 1 mol/dm³, 1013 hPa – Warunki standardowe to 298 K, stężenie jonów 1 mol/dm³ i 1013 hPa.
Czy zajdzie reakcja Cu + ZnSO₄ → CuSO₄ + Zn?
- ATak, bo SEM jest dodatnia
- BNie, bo Cu ma wyższy E° niż Zn
- CTak, bo Cu jest metalem szlachetnym
- DNie, bo Zn nie tworzy kationów
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: Nie, bo Cu ma wyższy E° niż Zn – Metal o niższym E° wypiera metal o wyższym. Miedź nie wyprze cynku.
Co jest katodą w ogniwie z półogniw Cu²⁺/Cu (+0,34 V) i Ag⁺/Ag (+0,80 V)?
- AMiedź
- BSrebro
- CŻadna
- DObie elektrody
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: Srebro – Katodą jest półogniwo o wyższym potencjale, czyli srebro.
Ile wynosi SEM ogniwa Cu | Cu²⁺ ‖ Ag⁺ | Ag?
- A−0,46 V
- B0,46 V
- C0,80 V
- D1,14 V
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 0,46 V – SEM = 0,80 − 0,34 = 0,46 V.
Ujemna wartość obliczonej SEM dla zapisanej reakcji oznacza, że
- Areakcja przebiega bardzo szybko
- Bogniwo ma większe napięcie
- Creakcja jest egzotermiczna
- Dreakcja nie zajdzie samorzutnie w tym kierunku
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: reakcja nie zajdzie samorzutnie w tym kierunku – Przy SEM < 0 samorzutnie biegnie reakcja odwrotna.
Który metal wyprze miedź z roztworu CuSO₄?
- APlatyna
- BSrebro
- CZłoto
- DŻelazo
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Żelazo – Tylko metale o E° niższym niż +0,34 V wypierają miedź, a Fe ma −0,44 V.
Cały dział „Redoks i elektrochemia”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.