Darmowe Korepetycje z Chemii: Elektrochemia — Transcript

Wykład o elektrochemii, ogniwach galwanicznych i elektrolizie w przystępny sposób dla uczniów chemii.

Key Takeaways

Elektrochemia opiera się na reakcjach redoks i transferze elektronów generującym prąd elektryczny.
W ogniwie galwanicznym elektrony przepływają przez zewnętrzny przewodnik między anodą (utlenianie) a katodą (redukcja).
Szereg elektrochemiczny pomaga ocenić, które substancje są dobrymi utleniaczami lub reduktorami.
Potencjał elektrochemiczny wyrażony w woltach określa zdolność substancji do utleniania lub redukcji.
Elektrolit i klucz elektrolityczny zapewniają zamknięcie obwodu i umożliwiają przepływ jonów.

Summary

Wprowadzenie do elektrochemii i omówienie ogniw galwanicznych oraz elektrolizy.
Wyjaśnienie pojęć utleniacza i reduktora oraz transferu elektronów w reakcjach redoks.
Opis budowy ogniwa galwanicznego, roli elektrod (anoda i katoda) oraz przepływu prądu przez zewnętrzny przewodnik.
Omówienie ładunków na elektrodach w ogniwie galwanicznym i różnic w elektrolizie.
Znaczenie elektrolitu i klucza elektrolitycznego w zamknięciu obwodu elektrycznego.
Przedstawienie szeregu elektrochemicznego i jego roli w ocenie właściwości utleniających i redukujących substancji.
Przykład ogniwa dwumetalowego z omówieniem reakcji zachodzących na elektrodach.
Wyjaśnienie pojęcia potencjału elektrochemicznego i jego jednostki (wolt).
Dyskusja o praktycznych aspektach pracy ogniw i przykładach metali o różnym potencjale.
Wprowadzenie do podstaw elektrolizy oraz omówienie zjawisk towarzyszących.

Chapters

Full Transcript — Download SRT & Markdown

Speaker A

Dobry wieczór. Witajcie serdecznie, moi drodzy, na kolejnych zajęciach z chemii. Dzisiaj zajmiemy się elektrochemią, czy ogólnie tym, czym są ogniwa galwaniczne oraz przebiegiem elektrolizy w takim możliwie maksymalnie uproszczonym i jasnym sposób, tak żebyście mogli to bez problemu zrozumieć. Jeżeli macie do mnie

Speaker A

jakiekolwiek pytania, to proszę o zadawanie za pomocą opcji pytania i odpowiedzi. Tymczasem przejdźmy do zajęć. Jak będą jakieś problemy techniczne, też proszę o sygnał dla mnie. Ważne, żeby wszystko sprawnie przebiegało, dlatego informacje od was są niezwykle istotne. Proszę bardzo, mam

Speaker A

nadzieję, że widać okej tablicę teraz. Tak, musimy sobie najpierw powiedzieć, co to jest takie ogniwo galwaniczne, ale zanim do tego przejdziemy, to krótko na temat tego, co to była reakcja. Pamiętacie, że w reakcji r był sobie utleniacz i reduktor.

Speaker A

Utleniacz co robił? Redukował, utleniał ten stopień utlenienia. To jest tak, jak wam tłumaczyłem ostatnio, taki hipotetyczny ładunek. Jeżeli założyliśmy, że każde wiązanie w cząsteczce jest wiązaniem jonowym, prawda, no to wtedy ten stopień utleniania to jest taki hipotetyczny, hipotetyczny ładunek,

Speaker A

prawda? No i teraz tak, jeżeli mamy sobie utleniacz, on stopień utlenienia obniża, czy przyjmuje pewne elektrony, ponieważ wszystko opiera się na transferze elektronów. Reduktor jest źródłem elektronów, prawda, i one przechodzą właśnie od niego w kierunku utleniacza. No i widzicie, macie tutaj

Speaker A

taki transfer elektronów, prawda? A z fizyki wiecie, że prąd elektryczny jest to właśnie przepływ ładunków, między innymi elektronów. Co jeśli się nam ten przepływ poprowadzi tak, że miałby on miejsce nie w jakimś tam roztworze czy mieszaninie, tylko

Speaker A

przechodził przez zewnętrzny przewodnik prądu elektrycznego? Wtedy właśnie mamy do czynienia z ogniwem galwanicznym, czyli jest jakaś reakcja redoks i my ją próbujemy uchwycić. I generalnie podczas jej przebiegu te elektrony płyną zamiast sobie wewnątrz reakcji, płyną przez jakiś zewnętrzny przewodnik. Czyli mamy

Speaker A

przepływ prądu w wyniku reakcji redoks, powstaje prąd. Sprowadza praca każdego ogniwa galwanicznego. Proszę o zadawanie pytań, takowe są, to z przyjemnością na nie odpowiem. Kiepsko widać? Są jakieś problemy techniczne z tego co wiem, Marlena? To wystarczy, to znaczy inaczej chodzi o to,

Speaker A

że to jest transmisja w HD, więc może trochę zajmować prędkość waszego łącza, aczkolwiek na YouTubie, jak się nagra, potem będzie w jakości możliwie najlepszej, tak? Potem obejrzeć w dobrej, w dobrej jakości. Przejdźmy z powrotem do zajęć, dobrze, teraz.

Speaker A

Tak jak to wygląda w praktyce. No, moi drodzy, ten utleniacz on się redukuje i ma to miejsce na tak zwanej elektrodzie. Elektroda to jest jakiś materiał zdolny do przewodzenia prądu elektrycznego, który bierze udział w reakcji albo. Zależy od rodzaju

Speaker A

ogniwa i tam gdzie mamy redukcję, mówimy o katodzie, a tam gdzie mamy utlenianie, mamy anodę i to będzie zgadzać się zarówno w przypadku elektrolizy, jak i ogniwa galwanicznego. Tylko jeszcze oczywiście muszę ten przepływ elektronów zorganizować przez jakiś zewnętrzny

Speaker A

przewodnik prądu. Załóżmy sobie, że ja tutaj łączę to prostym kablem, między innymi galwanometr, czyli coś do pomiaru, powiedzmy sobie, różnicy potencjałów, tak ogólnie, czyli tam przepływu, w zasadzie tutaj przepływ prądu bym powiedział bardziej. Nie o to chodzi, żeby o detale się rozwiać, bo to

Speaker A

nie fizyka. W każdym razie tu jest jakiś wskaźnik, on pokazuje, że płynie prąd, tak? Równie dobrze mogę go zastąpić żarówką małej mocy, no i w wyniku przepływu prądu przez to ogniwo też ona mogłaby zaświecić, jeżeli oczywiście różnica potencjałów i wydajność prądowa tego

Speaker A

ogniwa byłaby dostatecznie duża, prawda? No i mamy sobie tutaj taki przepływ elektronów, tam gdzie dochodzi nam do utleniania się, tam gdzie mamy reduktor, on jest też źródłem elektronów i te elektrony płyną nam przez zewnętrzny przewodnik, trafiając na katodę i tam

Speaker A

doprowadzają do redukcji. Zapamiętajcie sobie, że elektrony są taką siłą redukującą, tak samo jak w biologii jeszcze macie osobno siłę redukującą, tak samo elektrony z siebie też są siłą redukującą. One stopień utlenienia obniżają, w związku z tym, że na anodzie

Speaker A

wytwarza się dużo tych elektronów, ona będzie miała ładunek jaki? Ujemny, prawda? Taki jest ładunek anody w przypadku ogniwa galwanicznego, a na katodzie dlatego, że musi być coś, co te elektrony będzie przyciągać, ona musi mieć ładunek dodatni. Tak wyglądają ładunki w przypadku

Speaker A

ogniwa galwanicznego. Wyprzedzę myśl, w elektrolizie jest odwrotnie, ale to jeszcze sobie dokładnie wyjaśnimy. No ale jak z fizyki zapewne pamiętacie, musi być obwód elektrycznie zamknięty, żeby mówić o przepływie prądu elektrycznego. Kiedy ten obwód byłby zamknięty? W takiej sytuacji, jeżeli będzie swoboda przepływu

Speaker A

i jakichś jonów między nimi, między utleniaczem a reduktorem, i generalnie gwarantuje nam roztwór, w jakim to ogniwo pracuje, zwany elektrolitem. Czasami pojawia się też tak zwany klucz elektrolityczny, zapobiegający mieszaniu się roztworów, które uniemożliwiłoby efektywną pracę ogniwa, ale jednocześnie zapewnia

Speaker A

przepływ części spośród jonów w każdym razie. Czy tam jest klucz elektrolityczny, w nim zanurzony, umożliwia przepływ jonów w odpowiednią stronę i tyle. Teraz tak, no wiecie, to jest taki schemat poglądowy, który ma wam pomóc w zrozumieniu pracy ogniwa galwanicznego, ale najlepiej się to

Speaker A

wszystko analizuje na konkretnym przykładzie i pokażę wam jeden z takich w zasadzie podstawowych, standardowych, jeżeli chodzi o egzamin maturalny, którego możecie się spodziewać. To jest to tak zwane ogniwo dwumetalowe. Chodzi o to, że tam są dwa metale jako

Speaker A

elektrody i roztwory soli tych metali zawierające ich jony, kationy. Ale zanim do tego przejdziemy, jeszcze musimy sobie powiedzieć, co to jest ten szereg elektrochemiczny. On dotyczy metali, ale nie tylko, generalnie wszystkich substancji chemicznych, w zasadzie jonów przede wszystkim i cząsteczek, które mają

Speaker A

tendencję do ulegania reakcjom redoks, do utleniania się bądź do redukcji. I teraz tak, jeżeli w tym szeregu zapamiętajcie sobie, coś ma wysoki potencjał, wysokie napięcie powyżej zera, oznacza to, że jest ono wtedy dobrym utleniaczem, natomiast reduktory mają potencjał

Speaker A

niski. Tu już dokładnie nie będziemy sobie tego analizować. Szereg elektrochemiczny każdy z was powinien posiadać, ponieważ jest on elementem tablic, które dostaniecie na samym egzaminie. To sobie możecie na bieżąco do tego szeregu spojrzeć. W każdym razie zapamiętajcie: im niższy

Speaker A

potencjał, tym lepszy reduktor, tym lepiej się utlenia, a im wyższy potencjał, tym lepszy utleniacz czy lepiej się redukuje. I teraz popatrzcie sobie na swoje szeregi, jakiekolwiek macie, czy to będzie metali, czy czegoś innego. Te substancje o niskim potencjale albo pierwiastki, jak na

Speaker A

przykład lit, one są dobrymi reduktorami. A to też się pokrywa z jakąś praktyką chemiczną, że ten lit się dobrze utlenia, bo litowce ogólnie dobrze się utleniają, energicznie reagują z wodą, prawda? Dobre utlenianie się oznacza dobrego reduktora, bo on jest źródłem elektronów

Speaker A

właśnie w toku swojego utleniania. Jak popatrzycie na te o wysokim potencjale, no to z metali tak raczej trudno skojarzyć na co dzień, że złoto jest utleniaczem, bo raczej tak kłóci się ze, powiedzmy sobie, zdrowym rozsądkiem na pierwszy rzut oka,

Speaker A

oczywiście, bo to tylko pozór jest. Ale na przykład jak zobaczycie substancje, które mają wysokie potencjały powyżej zera, to one będą, to wśród nich będzie na przykład ten manganian 7 potasu, czyli jon MnO4 minus i tak dalej. Tego typu substancje, które właśnie

Speaker A

utleniaczami są. Co jeszcze mogę tutaj powiedzieć ciekawego? W ogóle co to jest ten potencjał? Bo on jest wyrażony w woltach, tak jak napięcie, znaczone symbolem E, często tutaj z indeksem w formie kółka, prawda? No i do tego jednostka, czyli V. O co chodzi? To

Speaker A

jest coś takiego, że robi się ogniwo, gdzie macie możliwie jak gdyby wystandaryzowane to wszystko, czyli stężenie 1 mol tego substratu, powiedzmy sobie, do reakcji redoks i mierzy się napięcie, jakie jest z wykorzystaniem tego czegoś, z elektrodą wodorową z wodorem. No i potencjał

Speaker A

napięcia, jakie nam wtedy wyjdzie, to mówi o, to jest właśnie ten potencjał standardowy. Wodór przyjęto za z...

Speaker A

elektrochemicznym to Zauważcie że te wszystkie Metale które mają poniżej zera one reagują z wodorem w kwasach tak wypierając ten wodór według takiego prostego schematu weźmy sobie na przykład sód który czy tam lit cokolwiek niech będzie sód który utlenia się tak macie na plus

Speaker A

dodać elektron tak no i przy okazji wodór który utlenia się w ten sposób mamy sobie dwa spośród właśnie tutaj tych półogniw redok ale jak popatrzy na potencjały to wodór ma zero a s ma wiele poniżej zera tam minus je albo min2 nie

Speaker A

pamiętam bo nie mam teraz szeregu pod ręką nie o to chodzi W każdym razie na podstawie tych wartości mogę co stwierdzić że s ma potencjał niski więc jest reduktorem musi się utlenić a wodór jest utleniaczem musi się zredukować na

Speaker A

przykład w przypadku wodoru ten bieg reakcji powinien zostać odwrócony Poza tym jeszcze metodą bilansu elektronowego musimy tutaj podwoić sobie wszystko w przypadku sodu No i co sód mamy na on w kontakcie z wodorem tutaj odwracam tę reakcję w taką

Speaker A

w taką postać 2h plus daje nam s znaczy Przepraszam że tutaj dwójka tak daje dwa razy s w roztworze na plus i do tego wodór gazowy który uwalnia się z naszego z naszego roztworu elektrony się skracają bo są po przeciwnych

Speaker A

stronach wtedy i to jest przykład reakcji r którą wydedukowałem do tematu Chodzi o te potencjały jak już macie te metale No to wiecie jakie one są Czy są lepszymi reduktorami czy są utleniaczami No i teraz przejdźmy do praktyki ogniw jak

Speaker A

Bierzemy sobie dwa metale i robimy z nich ogniwo takie najczęściej używane to jest ogniwo cem i z miedzią wygląda ono tak jest sobie jakaś zlewka która zawiera roztwór najczęściej to siar s miedzi d ale w każdym razie ky

Speaker A

Cu2 plus są w nim obecne mamy drugi roztwór w którym będą obecne kationy cynkowe zn2 plus narysowałem odwrotnie al to nic nie szkodzi nawet lepiej Zobaczcie sobie że nie zawsze pewna elektroda jest po pewnej stronie zaraz powiem dokładnie w każdym

Speaker A

razie tutaj mamy cynk tutaj mamy miedź okej No i teraz do każdego z nich wsadzamy taki sam metal Czyli jak tu macie mieć w roztworze No to ja wsadzam elektrodę która jest z miedzi Miedzian A tu jak macie cynk No to wsadzamy

Speaker A

elektrodę cynkową dobrze No mamy roztwory Znacz poziom roztworu to tak żeby zamknąć obwód prądu elektrycznego bo zakładamy że to ogniwo będzie pracować I będzie płynąć PR No to łączymy kablem te elektrody ze sobą można jakiś miernik tutaj wpiąć żeby

Speaker A

badać przepływ prądu natomiast roztwory Trzeba połączyć właśnie wspomnianym wcześniej Kluczem elektrolitycznym jest to szklana bądź tworzywa sztucznego rurka wypełniona roztworem KCl najczęściej ona umożliwia swobodny przepływ niektórych jonów na pewno nie tych metali ale anionów o aniony nam tutaj

Speaker A

chodzi żeby nasz obwód elektryczny mógł być zamknięty No i teraz tak Co się tutaj dzieje jak pozycie sobie nabl potencjałów to cynk ma potencjał niższy od miedzi niższy też od wodoru czyli cynk co będzie robił będzie reduktorem będzie się utlenia według tego równania

Speaker A

jakie macie w tym szeregu elektrochemicznym czyli jest cynk on przechodzi w cynk 2 plus i zostawia po sobie dwa elektrony a miedź dlatego że ona ma potencjał wysoki będzie czym będzie utleniaczem Czyli będzie się redukować z którego stopnia stopnia

Speaker A

drugiego używając tych elektronów które powstają przy cynku mamy o tyle dobrze że nie trzeba tego bilansować bo to już jest zrobione No i zostaje mieć w formie metaliczne prawda teraz która elektroda będzie którą tam gdzie mamy utlenianie Gdzie

Speaker A

występuje reduktor jest to anoda i Ładunek jest ujemny Dlaczego Dlatego że ten cyn z tej naszej blaszki on wchodzi do roztworu blaszka robi się mniejsza i zostawia poie co elektrony elektrony które płyną dalej przewodnikiem i wykonują swoje zadanie

Speaker A

Czyli co redukują Mieć redukują miedź przyciągając jej jony z powrotem na blaszkę przez Co staje się ona nieco większa rezultat pracy takiego ogniwa z dwóch metali złożonego jest następujący anoda rozpuszcza się roztwarza się roztworze swojej soli a tutaj stężenie

Speaker A

kationu jest większe natomiast k przybiera na masie a roztwór ma coraz mniejsze stężenie ków miedziowych Co można zaobserwować na przykład zmniejszeniem intensywności barwy w tym przypadku No i do tego Generalnie to się sprowadza jest to takie ogniwo typowe z

Speaker A

którym możecie się spotkać na maturze Oczywiście będą inne metale musicie rozpoznać dobrze anodę i katodę to jest najważniejsze z tego wszystkiego jeżeli z tym sobie poradzicie to będzie okej Jeszcze jest coś takiego jak siła elektromotoryczna czyli sem tak zwane

Speaker A

pozwolicie chwilę że ja sobie sprawdzę te potencjały momencik może wkleję nawet na tablicę w międzyczasie proszę o zadawanie pytań Przepraszam bardzo kamerka zasłania nie widać tego co pisze już to naprawiam Okej teraz widać tylko ekran wracam tylko do tłumaczenia tutaj te równania o

Speaker A

których mówiłem nie napisałem znaczy nie było tego widać ale mam nadzieję że teraz jest wszystko okej wolę włączyć kamerę a zostawić wam dobry obraz i teraz wróćmy sobie do tego siły elektromotoryczne jest to napięcie które macie między biegunami ogniwa kiedy jest

Speaker A

on w warunkach standardowych czyli ciśnien temperatura warunki standardowe plus do tego stężenie roztworu po jeden m i tyle ta tabela potencjałów to każdy może sobie bez problemu znaleźć na na tych materiałach które dostajecie do matury ja tylko to wkleję na tablic

Speaker A

Okej dobrze Moi drodzy tutaj jest kawałek tej tabeli potencjał standardowymi nas interesują metale na tym się skupimy No i teraz Popatrzcie sobie jeżeli na przykład złożyłbym ogniwo z dwóch metali i na przykład jednym z nich byłby wapń a drugim byłoby

Speaker A

srebro No to oczywistym jest że wapń jest wtedy anodą ponieważ ma potencjał niższy niż srebro które będzie katodą czyli WAP robi WAP się utlenia przechodzi elektrody do roztwor a srebro z tego roztworu nam wychodzi ważną rzeczą jest jeszcze zapis ogniwa w

Speaker A

formie schematycznej z niej też jest znaczy to też jest wymagane na egzaminie wygląda to w sposób następujący sekundę bierzecie sobie tak jak macie ten rysunek prawda zaczynacie wszystko od anody specjalnie dałem ją po prawej stronie bo przyjęło się że Anod się pisze na runku Dale po

Speaker A

lewej to nie jest reguła prawda dlatego nie dajcie się zwieść że anoda jest po stronie lewej No jak macie schemat to wygląda on w sposób następujący zaczynacie od anody bierzemy cynk który jest elektrodą pisze ZN pionowa kreska oznacza granicę między elektrodą a

Speaker A

roztworem i w roztworze istotnym elementem jest k cynku zn2 Plus pomiędzy roztworami mamy klucz elektrolityczny podwójna kreska tym roztworze gdzie mamy katodę mi k miedziowy No i wreszcie katodę elektrodę mamy cu i tak wygląda zapis naszego ogniwa galwanicznego po lewej po

Speaker A

lewej stronie mamy anodę z cynkiem a po prawej katodę z miedzią i w zasadzie tyle do tego się sprowadza to nasze ogniwo jakś pytanka Proszę bardzo jestem do dyspozycji OKE Mam nadzieję że teraz wszystko widać okej wrócimy sobie

Speaker A

do tematu Pokażę wam teraz inne ogniwo też z takiego standardowego tylko że no bo wiecie to jest dosyć nieporęczne tak sobie Wyobraźcie w praktyce macie dwie zlewki między innymi klucz No trudno żeby z tego ogniwa coś było sensownego no bo

Speaker A

oczywiście Takie ogniwa też spotykamy wokół nas w naszym życiu codziennym jest to na przykład bateria bądź akumulator są to elementy pracy ogniwa galwaniczne czyli wytwarzające prąd elektryczny w toku reakcji redok inne ogniwo wygląda w ten sposób jest To ogniwo z metalem

Speaker A

aktywnym kwasem i metalem nieaktywny czyli o potencjale wyższym od wodoru standardowy przykład wygląda w ten sposób mamy sobie roztwór czego kwasu siarkowego h24 i w tym kwasie siarkowym mamy zanurzony metal który ma potencjał niższy od wodoru czyli reagujący z

Speaker A

kwasem niech to będzie znowu Cynk jest takim dobrym przykładem praktycznym a drugą elektrodą jest standardowo mieć jako katoda z racji potencjału wyższego od wodoru i one są zanurzone w roztworze tego kwasu połączone przewodnikiem jakimś galwanometr załóżmy żeby można było zmierzyć napięcie Jakie

Speaker A

mamy między tymi elektrodami zważcie że tutaj nie ma żadnego klucza elektrolitycznego Dlaczego Dlatego że mamy roztwór i w tym roztworze nam płyną sobie jony które zamykają obwód elektryczny tak nie ma potrzeby w jakikolwiek inny sposób łączenia tego no i co z tym ogniwem na anodzie

Speaker A

zapewne domyślacie się będzie taka reakcja jak mamy Normalnie zrzuceniem cynku do kwasu bo cynk ma potencjał od wodoru może inaczej no cynk się dlatego zacznijmy cynk przechodzi w zn2 Plus i zostawia po sobie dwa elektrony i one normalnie bezpośrednio są wykorzystywane

Speaker A

do redukowania wodoru i wypierania go z roztworu jako wodór gazowy tylko że my tym elektronom pozwalamy płynąć przez zewnętrzny przewodnik i one docierają na blaszkę miedzianą i tutaj doprowadzają do redukcji naszego wodoru wodoru który jest w kwasie w formie h+ dostaje te dwa

Speaker A

elektrony i przechodzi w H2 gazowy No i praca tego ogniwa wygląda w ten sposób nasza blaszka Cynkowa owszem roztwarza się bo tutaj kosztem cynku odbywa się praca całego ogniwa natomiast na blaszce miedzianej znaczy z nią nic się ogólnie nie

Speaker A

dzieje a na jej powierzchni pojawiają się pęcherzyki gazu który jest po prostu wodorem No i co jest tutaj Czym anodą jest cynk blaszka Cynkowa a katodą miedź mimo że miedź nie bierze udziału w reakcji i tak jest z elektrodami one

Speaker A

mogą ale nie muszą brać udział w reakcji Jak zapisać ten schemat tego ogniwa w prosty sposób mamy sobie co cynk który jest anodą a zaczynamy od kreska bo mamy roztwór i roztwór kwasu siarkowego 624 który w którym jest zanurzona

Speaker A

kolejna elektroda czyli mie i tyle zapisu takiego ogniwa zasad z tymi dwoma głównie możecie się spotkać na egzaminie one będą Raczej dominować Jak policzyć sem tego ogniwa do sem nawiąże czyli tej siły elektromotoryczne jak macie te potencjały które są w tabelce

Speaker A

potencjałów elektrochemicznych to po prostu bierzecie jedno z tych ogniw czyli cynk bądź wodór i robicie tak No czyli takie które macie w reakcji od większego odejmuje cie mniejsze i teraz jakiś przykład praktyczny weźmy sobie t tabelkę dobra tak wrzucę tutaj Proszę

Speaker A

bardzo Jeżeli miałbym ogniwo takie jak poprzednio gdzie mam cynk i miedź i obydwa reagują w naszym roztworze to tak mieć ma potencjał 0 PR sekundkę miedź ma potencjał 0,34 i od większego odejmuje mniejsze czyli odejmuje cynk który nam się

Speaker A

roztwarza ale uwaga pamiętam o znakach ma wartość min 076 czyli robi min min 0,7 6 otrzymując 0,34 0 wychodzi mi z tego 1,1 czego tego co tutaj czyli Volta Natomiast w tym przypadku który teraz rozpatruje kiedy anodą jest nadal

Speaker A

cynka katodą miedź ale reakcji ulega wodór nie miedź no to biorę to co tej reakcji ulega czyli wodór o potencjale odjąć cynk to otrzymuje 0,76 na plusie Taki potencjał czyli bierzecie to co bierze udział w reakcji nie to co jest elektrodą bo elektroda

Speaker A

może nie musi brać udziału tak często jest w przypadku katod właśnie z tych metali szlachetnych jak tutaj macie mieć ale nie tylko bo niekiedy platyna jest używana i tym podobne one nie biorą udziału w reakcji one służą tylko do

Speaker A

transportu elektronów między przewodnikiem a roztworem i odejmuje od większego PTC o znak już nie silę się tutaj na specjalne sformułowania że anoda katoda i tym podobne tylko większe odjąć mniejsze Pamiętając o znakach jak macie do mnie jakieś pytania to śmiało jestem

Speaker A

do waszej dyspozycji teraz na chwilę to jest tak nie ma ogniw podstawie programowej ale chodzi o to że właśnie mogą jak tutaj piszecie pojawić się w informacji wprowadzającej czyli No bądź co bądź lepiej się tego nauczyć Agata jak mam zamoczoną blaszkę

Speaker A

Agi w roztworze C4 a drugą blaszkę to na co patrzeć aby zauważyć reakcję tutaj Agata masz przykład nie tyle samego ogniwa Co redoksu bezpośrednio zachodzącego w przypadku kontaktu utleniacza i sprawa wygląda tak jak masz miedź i srebro tak patrzysz sobie na potencjały

Speaker A

to miedź ma potencjał niższy od srebra jest czym reduktorem czyli mieć co musi zrobić utlenić się jeżeli ma ku temu okazję to do tego dojdzie czy jak masz mieć blaszkę miedzianą i wrzucisz ją do roztworu Gdzie jest srebro to srebro

Speaker A

jako utleniacz co zrobi zredukuje się wyjdzie z roztworu a miedź do tego roztworu wejdzie czyli uten się jako Cu2 zabarwi się na niebiesko natomiast w drugą stronę to nie zajdzie bowiem jeżeli umieścisz blaszkę ze srebra które jest utleniaczem w reduktorze czyli w

Speaker A

roztworze miedzi No to srebro jako utleniacz nie może się zredukować ponieważ jest już metalem prawda nie może się zredukować bardziej tak samo miedź która powinna być reduktorem nie może się utlenić bo jest Cu2 plus i koniec Czyli jeszcze tak Reasumując jak

Speaker A

masz roztwór metalu i masz drugi metal to jak jest metal bardziej szlachetny o wyższym potencjale tak Powiedzmy sobie od tego metalu który wrzucasz do niego to zostanie wyparty wypierane są metale o wysokich potencjałach przez te o potencjałach niższych tak jak masz wodór

Speaker A

o potencjale potencjale zero i on jest wypierany przez Metale które mają potencjał poniżej zera one wchodzą na jego miejsce wyrzucając go z roztworu dobrze teraz tak no z ogniw Moi drodzy to w zasadzie tyle Ważne żebyście określili czyli nic

Speaker A

więcej teraz coś o elektrolizie i to też skupimy się na podstawach podstaw okej Mam nadzieję że widać wszystko zrezygnowałem z kamery żebyście mogli widzieć bez problemu co piszę bo sorry ale zapominam się piszę Po prostu tam gdzie jest mój obraz z tym co to

Speaker A

jest ta elektroliza o co chodzi to jest tak był przed chwilą redoks który zachodził ale w taki sposób że transfer elektronów organizowaliśmy dookoła Przez przewodnik z prądem No ale co jeśli ja bym postąpił tak że przepływem prądu Wymusił bym Red co

Speaker A

wtedy wtedy mam do czynienia właśnie z elektrolizą czyli wymuszeniem przepływu przypływem prądu elektrycznego jakieś reakcji redoks właśnie w przypadku elektrolizy też mamy i katod na anodzie co mamy utlenianie a na katodzie co redukcje tylko że to utlenianie jest

Speaker A

wymuszane przez na siłę zabieranie elektronów dzięki czemu jest to możliwe jest to możliwe dzięki temu że na anodę zostanie przyłożony ładunek dodatni odwrotnie jak macie W ogniwie galwanicznym i ten dodatni ładunek ściąga elektrony zabiera elektrony utleniają a na katodzie macie ładunek

Speaker A

ujemny który jest źródłem elektronów bo to jest tak no elektrony jak sobie są to znaczy może nie to gdzie płyną bo to nie ma dla nas znaczenia ale jak macie jakieś źródło baterie No to one właśnie są na ujemnym biegunie ten

Speaker A

ujemny biegun jest jest Ich źródłem prawda i one redukują na katodzie stąd macie zamianę ładunków teraz elektroliza w praktyce Co można poddawać tej elektrolize przede wszystkim wodne roztwory czegoś co zawiera jony czyli przede wszystkim roztwory soli ale no

Speaker A

Najważniejsze to są spośród spośród wymieniony wymienianych te roztwory wodne soli kwasy jeszcze mogą być zasady jakieś związki organiczne powiedzmy aminy i tym podobne oraz można poddawać elektrolizie stopione sole wszystko co jest płynne jest cieczą nieważne od temperatury i zawiera jony ponieważ ruch

Speaker A

tych jonów jest gwarantem tego bd przepł prądu elektrycznego a przepływ prądu elektrycznego jest gwarantem tego że będzie zachodzić tam określona reakcja redoks tyle teraz praktyka jak mamy sobie elektrolizę stopionych soli to co my tam mamy spośród kationów mamy przede wszystkim

Speaker A

metale zadzie tylko metale no ewentualnie jakowa była stopiona to byłby teoretycznie K4 plus ale on jest tak z kolej nietrwały że raczej dojdzie do utraty tego amoniaku z soli zostanie nam kwas jako pozostałość po prostu odparuje ten amoniak aniżeli w roztworze

Speaker A

zostanie więc jest to jakiś tam metal wartościowy z plusem a z anionów są to aniony reszt kwasowych Najważniejsze żeby wymienić tutaj luce tak czyli wszystkie halogenki z minus je ładunkiem Ewentualnie jeszcze można wspomnieć o s 2 min w przypadku

Speaker A

tlenków bo nie tylko sole Są substancjami stałymi jonowymi tlenki również metali może być to anion O2 minus tak No i nie będę tutaj rozważać Oczywiście jeszcze tych soli kwasów soli kwasów tlenowych bo tam to trochę powiedzmy sobie bardziej skomplikowanie

Speaker A

zachodzi Natomiast w tym przypadku będzie dosyć ki się zredukować jest reakcja katodowa metale się redukują do metali w formie metalicznej tak Czyli s na przykład metaliczny będzie bez problemu przypadku roztopionej soli natomiast aniony będą się utleniać naes anowy

Speaker A

będzie w tym wypadku No i wyglądać będzie tak w przypadku fluorowców to będzie na przykład fluor chlor brom J Ewentualnie możemy się spodziewać tlenu gazowego bądź siarki jako pierwiastka i tak wygląda elektroliza stopionych soli tutaj nic szczególnego nie ma problem

Speaker A

zaczyna się w roztworze ale tylko pozorny bo chodzi o to że jak mamy roztwór wodny to tam pewne metale z racji tego że one są bardzo dobrymi jak coś jest dobrym reduktorem to z roztworu wodnego nie wychodzi raczej nie

Speaker A

spieszy mu się temu i zamiast takiego metala Przepraszam metalu reduktora będzie z roztworu wypierany wodór prawda Czyli jak macie ten szerek elektrochemiczny to te Metale które są wyżej od wodoru mają wyższy potencjał to one na pewno wyjdą z roztworu te które

Speaker A

mają nieco niższy to powiedzmy sobie będą wychodzić na równi z wodorem A te które mają bardzo niski to z roztworu w ogóle nie wyjdą arbitralnie możemy sobie glin i wyżej wyższy potencjał od glinu jeszcze wychodzi jeszcze z roztworu

Speaker A

normalnie na drodze elektrolizy na katodzie się redukuje natomiast taki sód który w przypadku elektrolizy stopionej soli wyszedłby normalnie z roztworu w tym wypadku nie wyjdzie i to możemy sobie jako taki jako taką zasadę przyjąć Jaka jest kolejność wydzielania tych metali od najbardziej

Speaker A

szlachetnych No bo im metal bardziej szlachetny tym lepszy utleniacz tym bardziej spieszy wś roztworu Roztwór Gdzie znajduje się gdzie znajduje się miedź Gdzie znajduje się żelazo Gdzie znajduje się cynk każdy wyjdzie z roztworu ale najpierw to będzie mieć ma najwyższy potencjał potem

Speaker A

żelazo a potem jeszcze a potem dopiero No i to jest może sobie usy w przypadku właśnie roztworów wodnych roztwory użyję skrótu i teraz wracając katoda właśnie są najpierw właśnie metale glin i więcej w sensie że potencjał glinu bądź większy a potem jak

Speaker A

są metale o niższym potencjale magnez WAP to nie zostanie ruszone mamy wydzielanie się wodoru reduk wodoru i sprawa wygląda tak jeżeli macie roztwór gdzie wodny bądź roztwór wodny bądź roztwór wodny w sensie obojętny bądź zasadowy tam będzie wyglądało to

Speaker A

tak wodór z wody on będzie się redowa pod wpływem elektronów do wodoru gazowego i zostawi po sobie pamiątkę w postaci minus sekundę redukcja dobra No i teraz bilans Jeszcze zostaje na c elektrony to się zawsze robi tutaj dajmy dwójkę C wod są

Speaker A

potrzebne tu jest d momencik i teraz mamy tak wodór wodór d tleny ładunek 2 minus w porządku to jest te c elektrony Chodzi mi o to że jak mamy sobie elektrolizę wody to tam na jeden tlen powstają nam dwa wodory wody

Speaker A

nie w sensie wody destylowanej ale roztworu który umożliwia rozkład wody na tlen i wod na drodze elektrolizy No to od razu w zapiszę formę która jest wykorzystywana w tych reakcjach Czyli po prostu podwojenie tego Okej to daje nam

Speaker A

dwa wodory d 4oh jest spoko widać tutaj mo drodzy jest alkalizacja roztworu Czyli jak macie na przykład roztwory takich soli jak sole sadowe sole potasowe to one będą przechodzić pomału w zasadę alkalizować się będą jak to się mówi tak

Speaker A

to jest typowe dla tego typu elektrolizy Natomiast jeżeli mamy środowisko kwasowe to tam wodór występuje po prostu jako protony No i te protony będą ulegać redukcji według tego Pego schematu z tabeli z ogniwami mamy coś takiego tak I tutaj też widać

Speaker A

mamy co mamy wzrost pH bo tracone są wodory Czyli generalnie Jeżeli dochodzi do tej elektrolizy wody w jakikolwiek sposób niezależnie od środowiska to podnosi się PH na katodzie Co można zaobserwować często jest takie pytanie na maturze Jak zmieni się roztwór w

Speaker A

okolicy katody jeżeli jest fenoloftaleina dodana Otóż będzie malinowy zrobi się te aol malinowe Co się dzieje z kolei na anodzie tam będziemy mieli do czynienia z redukcji no i w zasadzie Jeżeli mamy w roztworze halogenki czyli fluor chlor brom jod i tak dalej to one

Speaker A

będą się utleniać do fluora FL f222 i Kiedy skończą to takowych nic i to wygląda w taki sposób jeżeli mamy środowisko kwasowe bądź środowisko obojętne dochodzi do rozpadu wody taki sposób że powstaje [Muzyka] nam utlenia się nam t

Speaker A

wszystko się zgadza Jeżeli mamy natomiast środowisko zasadowe bierzemy wtedy oh minus No i powstaje nam2 dodać do tego c elektrony i dodać do tego d prw taknie wyglą Co jeszcze ciekawego wam mogę powiedzieć o elektrolizie jeżeli macie jakiś roztwór

Speaker A

obojętny i tam mimo jak macie elektrolizę na przykład sobie powiedzmy siarczanu S S to tam zarówno sód jak i siarczan będzie siedział w roztworze i nie wyjdzie z niego po prostu wydziela się tlen i wodór co się dzieje ciekawego

Speaker A

zwiększa się stężenie tego roztworu bo jest tracona woda Popatrzcie sobie na to jest świne prawda Czyli tutaj macie na katodzie zużywane C wody tak powstają tylko dwie czyli na jeden powiedzmy sobie taki redoks mamy dwie wody jesteśmy dwie wody na minusie w

Speaker A

związku z czym ten roztwór zagęszcza się jest to też logiczne No bo po prostu reakcja jak sumarycznie zrobimy to jest tam że dwie wody dają nam d raz H2 i raz o2 prawda No czyli siłą rzeczy z naszego

Speaker A

roztworu wychodzi woda oddzielona jak tlen i wodos tak jeszcze też pamiętajcie o tej zmianie pH i tym podobnych Ważne jest to żeby wiedzieć co wydzieli się na katodzie i na anodzie w przypadku elektrolizy roztworu albo w przypadku elektrolizy stopionej soli jeżeli to

Speaker A

opanuje to myśl nie będzie większego problemu pytania to jestem do waszej dyspozycji dobrze W jakich jeszcze zadaniach wykorzystuje się szereg metali poza patrzeniem czy reakcja zajdzie i poza ogniwami Angelika to jako przykład podam ci korozję ogólnie sobie to już tak Powiemy bez

Speaker A

nawet rysowania co to ta korozja jest korozja to jest takie ogniwo które wytwarza się na powierzchni metalu który sobie masz na powietrzu załóżmy czy w jakimś tam środowisku No i on pomału się utlenia utlenia utlenianie jest naszym przeciwnikiem

Speaker A

przeciwnikiem dla wszystkich reakcji znaczy dla wszystkich materiałów które używamy ponieważ one w formie utlenionej tracą swoje właściwości Posługujemy się raczej substancjami zredukowanym czyli czystymi metalami substancje organiczne też można powiedzieć wykorzystywane przez nas są takie techniczne prawda są raczej

Speaker A

zredukowane utlenianie jest naszym wrogiem ponieważ prowadzi do powstania tlenków wodorotlenków oraz niektórych gazów tak Powiedzmy sobie dwutlenek węgla tlenki azotu tlenki siarki to jest wszystko produkt utleniania No i siłą rzeczy mamy tutaj uszkodzenie naszego materiału wykorzystywanego dla określonych celów i w przypadku korozji

Speaker A

metali jest to utlenianie metali na skutek pracy ogniwa które wytwarza się na ich powierzchni nie będziemy tutaj wchodzić w detale ale podam wam obrazowo taki przykład mamy sobie przedmiot metalowy powiedzmy sobie będzie to pręt rura cokolwiek i on będzie występować w

Speaker A

dwóch wariantach jeden będzie chromowany taki jak macie na przykład motocykle albo samochody są takie elementy zdobienia bardzo się fajnie świecą są pokryte chromem jest to twarda poła zabezpieczająca przed korozją i przed uszkodzeniami mechanicznymi a drugi nasz przedmiot to

Speaker A

będzie niepozorna ocynkowana blacha w formie No w jakiejkolwiek formie i teraz tak wszystko jest ładnie pięknie do momentu kiedy ta powłoka będzie nienaruszona No bo korozji nie ma Nie Wyobraźmy sobie że na przykład nasza blacha Cynkowa została jakoś tam

Speaker A

porysowana A nasza część samochodowa bądź motocyklowa ulega uszkodzeniu na drodze jakieś stłuczki i porysowała się No i co WT uwaga nasza blacha Cynkowa wytrzyma bez problemu nawet będzie jej lepiej dlatego że tam będzie pracować jakie ogniwo cynk ma potencjał niższy od

Speaker A

żelaza i cynk w tym połączeniu dwóch metali wciela się w rolę anody cynk się utlenia prawda oszczędzając nam co żelazo żelazo które nie będzie się utlenia bo utlenianie żelaza równa się korozja a w tym zestawieniu cynk z racj

Speaker A

niższego potencjału utlenia się zamy żelaza i chroni je przed dalszą korozją Natomiast w tym drugim przypadku chromowanego zderzaka będzie gorzej bowiem w takim zestawieniu chrom żelaz żelazo ma niższy potencjał czyli jest czym anodą żelazo się zacznie utleniać i

Speaker A

to bardzo szybko korozja zajdzie w piorunującym tempie chrom jako materiał antykorozyjny ratuje to że jest bardzo twardy i odporny mechanicznie to zanim się uszkodzi trochę minie No ale jak już się uszkodzi to wtedy mamy bardzo szybko galopująca wręcz korozję metali co

Speaker A

jeszcze przyspiesza korozję korozja na przykład przyspiesza Samo to że roztwór jest elektrolitem c na przy słona woda sprawia że szybciej korodują nam elementy to też wszystkie w morzu zanurzone części muszą być bardzo dobrze chronione przed korozją bo to ona

Speaker A

zachodzi znacznie znacznie szybciej aniżeli w przypadku wody zwykłej wody słodkiej lądowej co jeszcze o korozji mogę wam powiedzieć ciekawego jakie są metody ochrony na przykład podłączenie do Bieguna zasilania bieguna Moi drodzy ujemnego który będzie źródłem właśnie elektronów do redukcji

Speaker A

nawet jak żelazo się nam na powierzchni naszego metalowego elementu to ono tymi elektronami zaraz zostanie zredukowane w związku z czym wolniej się będzie wolnie będzie korodować to jest kolejny sposób są jeszcze sposoby polegające tak zwana pasywacja na utlenieniu naszego metalu

Speaker A

na powierzchni wytworzeniu cienkiej szczelnej warstwy tlenku i ta warstwa tlenku jest dalej odporna na na korozję to jest przykład reakcji na przykład glinu żelaza tak żelaza oraz cynku i ołowiu to są takie cter metale ZM możecie się spotkać reakcji ze stężonym kwasem

Speaker A

siarkowym 6 albo azotowym 5 powied sobie może być i stężony rozcieńczony Ale umówmy się że to przede wszystkim o stężone kwasy chodzi bo one gwałtownie utleniają metal wytwarzają warstwę tlenku która dalej się już nie będzie tak w związku z czym mamy ochronę przed

Speaker A

korozją to jest pasywacja i to jest na przykład tak zwane żelazo oksydowane Czy glin pokryty taką białą powłoką pasywacyjna to są elementy ochron przed korozją w taki a nie inny sposób Jeśli macie do mnie jakieś pytanie to bardzo

Speaker A

proszę jestem do dyspozycji tymczasem Myślę że tak kwadrans po 20:00 zaczniemy sobie biologię układ układ nerwowy zgodnie z zapowiedzią Bardzo proszę jestem dla was teraz do waszej dyspozycji dobrze widzę że nie ma pytań także zrobię sobie chwilę przerwy i wracam za

Speaker A

mniej więcej kwadrans do zobaczenia na biologii cześć

Topics:elektrochemiaogniwa galwaniczneelektrolizareakcje redoksanodakatodapotencjał elektrochemicznyszereg elektrochemicznyprąd elektrycznychemia maturalna

Frequently Asked Questions

Co to jest ogniwo galwaniczne?

Ogniwo galwaniczne to układ, w którym reakcja redoks powoduje przepływ elektronów przez zewnętrzny przewodnik, generując prąd elektryczny.

Jakie są role anody i katody w ogniwie galwanicznym?

Anoda to elektroda, na której zachodzi utlenianie i powstaje ładunek ujemny, natomiast katoda to elektroda, na której zachodzi redukcja i ma ładunek dodatni.

Co to jest szereg elektrochemiczny i jak go używać?

Szereg elektrochemiczny to zestawienie substancji według ich potencjałów elektrochemicznych; pomaga określić, które substancje są dobrymi utleniaczami lub reduktorami.

Get More with the Söz AI App

Transcribe recordings, audio files, and YouTube videos — with AI summaries, speaker detection, and unlimited transcriptions.

App Store Google Play

Or transcribe another YouTube video here →

AI medical transcription for your own lectures & recordings →

Free tools: TXT to SRT · SRT Validator · Merge SRT · Subtitle to Text · All tools