background image

 

 

OGNIWA 
GALWANICZNE 

Ogniwo galwaniczne – urządzenie w którym wytwarzany jest prąd 
elektryczny (strumień elektronów) dzięki przebiegowi samorzutnej 
reakcji chemicznej red-ox czyli reakcji utleniania i redukcji. Ogniwem 
galwanicznym jest bateria.

Budowa ogniwa 
galwanicznego 

Elektrody – metaliczny 
przewodnik            

(np.: Zn, 

Cu, Pt, C

(grafit)

)

Elektrolit – przewodnik jonowy 
(rozwór wodny soli metalu  np. 
CuSO

4

, ZnSO

4

Reakcje red-ox czyli reakcje połówkowe utleniania 
i redukcji zachodzą w różnych obszarach ogniwa i 
nazywamy je reakcjami elektrodowymi

Utlenianie zachodzi na 
anodzie   Redukcja zachodzi 
na katodzie

background image

 

 

- Metaliczny cynk  (blaszka 
cynkowa) znajduje się w 
roztworze soli cynku (ZnSO

4

) i 

nie styka się z miedzią i 
roztworem soli miedzi 
(CuSO

4

)

Komora 1       biegun  ‘’- 
‘’

(-) Anoda    Zn

(s)

 - 2e  

Zn

2+

Komora 2  biegun ‘’+’’

(+) Katoda Cu

2+

 + 2e  Cu

(s)

Elektrony płyną od atomów 
Zn do jonów Cu

2+

 ale przez 

zewnętrzny obwód (drut i 
żarówkę)

W ogniwie galwanicznym samorzutna reakcja chemiczna powoduje 

uwalnianie elektronów na anodzie, miejscu utleniania i  ich przepływ do 

katody, miejsca redukcji.

Pierwsze ogniwo zostało wynalezione przez angielskiego chemika Johna Daniella 
(1836r.)

Zn

(s)

 + Cu

2+

(aq)

→ Zn

2+

(aq)

 + 

Cu

(s)

Reakcja jest 
samorzutna

Zn

(s)

 - 2e  Zn

2+

Utlenienie powoduje 
uwolnienie elektronów, 
utleniane cząstki 
uwalniają z anody 
elektrony

 

Cu

2+

 + 2e  

Cu

(s)

Redukcja powoduje 
pobranie elektronów , 
cząstki ulegające redukcji 
pobierają elektrony od 
katody

Gdy zamykamy obwód 
elektryczny elektrony z 
anody podążają przez 
obwód elektryczny (np.: 
poruszają silniczek, 
zapalają żarówkę) w 
kierunku katody.

 

to anoda (utlenianie)- 
tędy elektrony 
opuszczają ogniwo

to katoda (redukcja)- tędy 
elektrony wchodzą do 
ogniwa

background image

 

 

Sposób zapisu 
ogniw 

1. Znaki elektrod  : anoda (-)  , katoda (+)

2. Elektrody metaliczne zanurzone w roztworach swych soli  np.: w 

ogniwie Daniella gdzie mamy  Zn w ZnSO

4  

a  Cu w CuSO

4

  :

Zn

(s) 

 Zn

2+

(aq) 

 

Zn

(s)

 - 2e  Zn

2+

Cu

2+

 + 2e  

Cu

(s)

Cu

2+

(aq) 

 Cu

(s) 

Obowiązuje porządek w 

zapisie    

substrat  produkt 

Każda linia pionowa oznacza zetknięcie 
faz, w tym przypadku faza stała 
(metal) i roztwór.

3. Jeśli ogniwo jest zapisane  H

+

(aq)

  H

2(g)

  

Pt

(s)

Reakcja (wymiana elektronów zachodzi między H

+

 a H

(dwie różne 

fazy) , natomiast Pt-platyna stanowi elektrodę, ale nic się z nią nie 
dzieje 

4. Jeśli ogniwo jest zapisane Fe

3+

(aq)

, Fe

2+

(aq)

  

Pt

(s)

Jony które są redukowane oraz utleniane znajdują się w tej 
samej fazie, a do ich rozdzielenia używamy przecinka

Pt – platyna stanowi elektrodę ale nic się z nią nie 
dzieje

C(gr)- elektroda jest grafit ale nie ulega on reakcji

background image

 

 

Zapis całego ogniwa składa się z dwóch półogniw

 

Anoda(utlenianie)  │ katoda(redukcja)

 

Ogniwo Daniella ma zapis : Zn(s)│ Zn

2+

(aq)

│ Cu

2+

(aq) 

│Cu

(s)

W celu zamknięcia obwodu (ale nie mieszania się roztworów w których 
zachodzi utlenianie i redukcja) stosuje się klucz elektrolityczny (mostek 
solny). Szklana u-rurka wypełniona żelem zawierającym stężony roztwór 
soli.

Symbolem klucza 

elektrolitycznego 
jest ║

 pełny zapis ogniwa z kluczem 

elektrolitycznym 

Zn(s)│ Zn

2+

(aq) 

║ Cu

2+

(aq) 

│Cu

(s)

background image

 

 

SEM siła elektromotoryczna 
ogniwa 

SEM mierzymy za pomocą elektronicznego 
woltomierza.

SEM = potencjał katody – potencjał 
anody 

      W ogniwie Daniella 

Zn(s)│ Zn

2+

(aq) 

║ Cu

2+

(aq) 

│Cu

(s                

SEM = 1,1V

SEM = E

o

katody 

– E

o

anody

SEM= +0,34 – (- 0,76) = 1,1V 

Anoda 
Zn

(s)

/Zn

2+     

E

o

zn/zn2+

= -0,76

Katoda Cu

2+

/Cu    

E

o

Cu2+/Cu

= +0,34

Wartość potencjałów odczytujemy z 
Tabeli pt. Szereg elektrochemiczny 
metali  

Standardowe potencjały 
elektrod 

Skąd wiadomo że E

o

Zn/Zn2+

= - 0,76  ???

Stan standardowy gazu : jest to czysty 
gaz pod ciśnieniem 1atm, a stanem 
standardowym dla roztworu jest roztwór o 
stężeniu 1 mol/dm

3

.

Standardowe potencjały elektrod oznacza się E

o.

Przyjmuje się, że potencjał elektrody 

wodorowej wynosi 0.

2H

+

(aq)

+ 2e  H

2(g)                

E

o

H+/H2

=0

Elektrody wodorowej używamy do zdefiniowania standardowych potencjałów 
wszystkich innych elektrod. Np.: aby wyznaczyć potencjał standardowy elektrody 
cynkowej, mierzymy siłę elektromotoryczną ogniwa, w którym jedna elektrodą 
jest elektroda cynkowa a drugą elektroda wodorowa:                Zn

(s)

 Zn

2+

(aq)

║H

+

(aq) 

 

H

2(g) 

 Pt

(s)

background image

 

 

Ogniwa stosowane w 
praktyce

Ogniwa pierwotne – nieregenerowalne, elektryczność 
wytwarzana jest z substancji chemicznych zamkniętych w 
ogniwie

Ogniwa wtórne – akumulatory, musza zostać 
naładowane 

przed użyciem i są 

regenerowane

Ogniwo suche – bateria, (1,5V) 

Węgorz elektryczny żyje 
w Amazonce, na dł. 1 m 
wytwarza różnice 
potencjałów 700V


Document Outline