EMK (elektromotorisk spänning)

Videogenomgång (flippat klassrum)

[Kommer inom kort.]

Elektrodpotential

Kopparbleck i kopparsulfat. Jämvikt:

Lite, lite kopparatomer släpper från sig två elektroner, och går ut i lösning
Nästan genast går de tillbaka till kopparmetallen.
(Det uppstår en kemisk jämvikt, Cu(s) ⇌ Cu²⁺ + 2e^–)

Lite, lite kopparatomer släpper från sig två elektroner, och går ut i lösning.

Elektronerna blir kvar på metallen.

Kopparblecket blir lite mer negativt, lösningen lite mer positiv

Vi får en elektrisk skillnad (en potentialskillnad) mellan lösningen och kopparblecket

Potentialskillnaden kallas elektrodpotential

Elektrodpotentialen

Tecknas \(e_{\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}}\) eller \(e_\text{Cu}\) (förenklat)

= potentialskillnaden mellan elektroden (kopparblecket) och den omgivande lösningen (kopparsulfaten)
\(e_{\text{Cu}} = e_{\text{elektrod}} - e_{\text{lösning}}\)

Vi kan byta ut kopparn mot vilken metall som helst, egentligen:

\(e_{\text{M}} = e_{\text{elektrod}} - e_{\text{lösning}}\)

Elektrodpotentialen är också beroende av lösningarnas koncentration

Vanligtvis brukar man använda sig av koncentrationen 1,0 M

Potentialskillnad

Hur mäta elektrodpotentialen för en viss elektrod?

Det går inte!!
Man behöver ju en annan elektrod också för att kunna göra själva mätningen...
Man kan däremot mäta skillnaden mellan två st. elektrodpotentialer

Daniells element bestod av Zn(s) i zinksulfatlösning och Cu(s) i kopparsulfatlösning

Daniells element (koppar-zink-elementet).

Förklaring av figur 7.6.

Cu²⁺/Zn²⁺-lösningen kan antas ha samma potential, eftersom de står i kontakt med varandra.
Cu(s) har positiv potential i förhållande till saltlösningen
Zn(s) har negativ potential i förhållande till saltlösningen

Potentialskillnaden för hela cellen blir \(E = e_{\text{Cu}} - e_{\text{Zn}}\)

Potentialskillnaden mellan två elektroder kallas ofta för EMK (elektromotorisk kraft)

Detta begrepp är egentligen felaktigt; egentligen är elektromotorisk spänning bättre

För den galvaniska cellen i Daniells element har man mätt upp följande EMK:

\[(-) \text{ Zn(s)} \begin{vmatrix} \text{Zn}^{2+}\text{(aq)}\\(1,0\text{M}) \end{vmatrix}\begin{vmatrix} \text{Cu}^{2+}\text{(aq)}\\ (1,0\text{M}) \end{vmatrix} \text{Cu(s) }(+)\text{; }E = 1,10\text{V}\]

För ett silver–aluminium-element har man mätt upp följande:

\[(-) \text{ Al(s)} \begin{vmatrix} \text{Al}^{3+}\text{(aq)}\\(1,0\text{M}) \end{vmatrix}\begin{vmatrix} \text{Ag}^{+}\text{(aq)}\\ (1,0\text{M}) \end{vmatrix} \text{Ag(s) }(+)\text{; }E = 2,46\text{V}\]

Vi kollar var vi har de olika ämnena i den elektrokemiska spänningsserien: