セルポテンシャル

ご存じのように、セルは 2 つの電極 (アノードとカソード) で構成されています。アノードは正に帯電し、カソードは負に帯電しているため、電荷が分離されます。この電荷分離により電位差が発生します。この電位差はセル電位または電圧と呼ばれます。セルの起電力とも呼ばれます。この細胞電位は、細胞内で電流を生成/流します。

細胞の可能性を研究する;まず、細胞に関連するいくつかの用語を学ぶ必要があります。

セル:セルには次の 2 種類があります。

電気化学セル および電解セル。電解で セル、セルに電圧を与える/印加します。したがって、電解セルの電圧は、印加された電気の電圧になります。しかし、電気化学セルでは、セル内で電圧が生成されます。つまり、私たちは一般的に、電気化学セルのセル電位または電圧を研究しています。金属電極の酸化は陽極で起こり、還元は陰極で起こります。

電極電位: セルには2つの電極アノードとカソードがあり、それらは金属で構成されているため、回路が完成すると、アノードの金属は電子を失い始め、カソードの金属は電子を獲得し始めます.この電子の移動の結果、両方の電極で電荷分離が発生します。この電荷分離により、両方の電極に電位が発生します。各電極に発生する電位を電極電位と呼びます。半電池の電極電位は、標準水素電極を使用して決定できます。 SHEのハーフセル電位は0Vだからです。

標準電極電位: 標準電極電位は、単位濃度、すなわち 1 ATM 圧力、25℃における 1 mol における所定の電極の電極電位です。還元電位は酸化電位に等しいため、標準還元電位はセルの標準電極電位です。しかし、酸化電位は負に帯電しています。

セルポテンシャル: 両電極に生じる電位差の差をセル電位と呼びます。一般に、各半セルで発生する電位差の差をセル電位と呼びます。

E⁰ セル =E⁰ カソード – E⁰ アノード

え セル > 自発的なプロセスの場合は 0

セル電位は、セルの起電力とも呼ばれます。ボルト (V) で測定されます。

EMF =陰極の還元電位 – 陽極の還元電位

Cell Potential は Gibbs の自由エネルギーにも関連しています。

ΔG =-nE セル は

セルの EMF の計算:

emfの計算のためにダニエルセルを取る

1 モル濃度の半電池反応の標準電極電位

陰極で Cu2+ + 2e– → Cu は E⁰陰極 =0.34 V に等しい。

陽極では Zn → Zn2+ + 2e– は E⁰anode =-0.76 V に等しい.

ダニエル細胞の完全な細胞反応は

Zn + Cu2+ ⇌ Zn2+ + Cu

セルの emf は

E⁰cell =E⁰陰極 – E⁰陽極

E⁰cell =0.34V – (-0.76)V

E⁰cell =1.1V

一部のセルの標準電極電位

セル起電力のネルンストの式:

え セル =Ecell – (RT/nF) ln Q

Ecell =細胞の可能性

Eocell =標準状態の細胞電位

R =普遍気体定数 (8.31 J/mol K)

T =絶対温度 (ケルビン)

F =ファラデー定数 (96,485 C/mole e–)

n =セル内で転送された電子のモル数

Q =反応指数

25℃の一定温度で。

Ecell =Ecell – (0.0257/n) ln Q

またはlog10に関して

え セル =E いいえ セル – (0.0592/n) ログ Q

結論:

このトピックでは、セル電位またはセルの起電力と、セル電位の助けを借りてその決定を学び、電気化学セルまたはバッテリーがどれだけの電流を生成できるかを決定できます。セル電位は、どの金属電極がセルの構築に適しているかを判断するのにも役立ちます。