فصل دوم شیمی دوازدهم (الکتروشیمی) پر از جفت‌مفهوم‌های شبیه به هم است. ساده‌ترین راه به خاطر سپردن، یک جمله است: در آند همیشه اکسایش و در کاتد همیشه کاهش رخ میدهد؛ چه سلول گالوانی باشد چه الکترولیتی.
مقایسه‌ی دو سلول
| ویژگی | سلول گالوانی | سلول الکترولیتی |
|---|---|---|
| تبدیل انرژی | شیمیایی ← الکتریکی | الکتریکی ← شیمیایی |
| خودبه‌خودی بودن | واکنش خودبه‌خودی | واکنش غیرخودبه‌خودی |
| قطب آند | منفی | مثبت |
| قطب کاتد | مثبت | منفی |
| مثال | سلول روی–مس، باتری | برقکافت آب، آبکاری |
محاسبه‌ی emf
emf = E°(کاتد) − E°(آند)
در سلول روی–مس: E°(Cu2+/Cu) = +0.34 V و E°(Zn2+/Zn) = −0.76 V. گونه‌ای که پتانسیل کاهشی بزرگ‌تری دارد کاتد است، پس emf = 0.34 − (−0.76) = 1.10 V.
جهت حرکت الکترون‌ها و یون‌ها
- الکترون‌ها در مدار بیرونی از آند به کاتد می‌روند.
- در پل نمکی، آنیون‌ها به سمت آند و کاتیون‌ها به سمت کاتد حرکت می‌کنند.
- جرم تیغه‌ی آند (در سلول روی–مس) کم و جرم تیغه‌ی کاتد زیاد میشود.
خوردگی و حفاظت آهن
- در آهن گالوانیزه پوشش روی دارد. روی کاهنده‌ی قوی‌تری است و حتی اگر پوشش خراش بردارد، خودش به‌جای آهن اکسید میشود (حفاظت کاتدی).
- در حلبی پوشش قلع است. تا وقتی پوشش سالم است آهن محافظت میشود، اما با خراش برداشتن، آهن سریع‌تر از حالت بدون پوشش زنگ می‌زند.
سوالات متداول
در سلول گالوانی آند منبع الکترون است و منفی میشود؛ در سلول الکترولیتی آند به قطب مثبت منبع برق وصل است. اما در هر دو، اکسایش در آند رخ میدهد.
دیدگاه‌ها