Ogniwa galwaniczne

Ogniwo galwaniczne składa się z dwóch półogniw połączonych kluczem elektrolitycznym.

Półogniwo – to układ złożony z przewodnika metalicznego lub grafitu zanurzonego w roztworze elektrolitów.

Elektroda – przewodnik metaliczny lub grafit

Klucz elektrolityczny – rurka szklana wypełniona roztworem elektrolitu (najczęściej KCl), który umożliwia zrównoważenie ładunku przepływającego w przewodniku łączącym elektrody. Jest niezbędny do zamknięcia obwodu.

Anoda (-) półogniwo, na którym zachodzi proces utleniania. W elektrochemii jest to elektroda ujemna. (zawsze z lewej str. schematu)

Katoda (+) półogniwo, na którym zachodzi proces redukcji. W elektrochemii jest to elektroda dodatnia. (zawsze z prawej str. schematu)

Schemat ogniwa konwekcji Sztokholmskiej: Zn/ZnSO₄//CuSo₄/Cu K⁺

Elektrody w przewodniku zewnętrznym płyną od anody do katody.

W kluczu elektrolitycznym płyną od katody do anody co umożliwia zamknięcie obwodu elektrycznego i pracę całego ogniwa.

Podział pół ogniw:

1.ze względu na typ reakcji elektrodowej:
a)metalowe – elektroda bierze udział w reakcji elektrodowej (metaliczna elektroda w roztworze jonów)
b)półogniwo red-oks – elektroda nie bierze udziału w reakcji elektrodowej. Jest to najczęściej układ elektroda metaliczna (platyna lub grafit) zanurzona w roztworze jonów w formie utlenionej i zredukowanej.

2.ze względu na budowę:
a)półogniwa pierwszego rodzaju – metal zanurzony w roztworze jonów.
b)półogniwa drugiego rodzaju - metal pokryty trudno rozpuszczaną solą tego metalu i zanurzony w roztworze elektrolitu z anionem takim, jak w soli.
c)półogniwo gazowe – metal w kontakcie z roztworem zamierającym rozpuszczony gaz i jego jony np. półogniwo wodorowe.

Standardowe półogniwo wodorowe (SPW) – zwane także standardową elektrodą wodorową (SEW) ma potencjał wzorcowy różny 0 w każdej temperaturze.
jest półogniwem porównawczym do określania potencjałów porównawczych innych półogniw.

SEM = Siła elektro – motoryczna półogniw.
Potencjał półogniwa jest to różnica potencjałów na granicy zetknięcia się przewodników pierwszego z drugiego rodzaju.

Przewodnik pierwszego rodzaju to metal, stop metali lub grafitu (przewodzi elektrony)

Przewodnik drugiego rodzaju to roztwór wodny elektrolitu lub stopiony elektrolit. Nośnikami ładunków są jony.

SEM – różnica potencjałów na zaciskach półogniw w ogniwie niepracującym (otwartym).
Po połączeniu półogniw w ogniwo pracujące SEM się obniża w wyniku przepływu jonów w roztworze.

E⁰ - jest to SEM ogniwa zbudowanego ze standardowego półogniwa wodorowego i półogniwa pomiarowego, dla którego stężenie jest równe:
Cn = 1 mol/dm³
T = 298 K
P = 1000 hPa

E⁰ - potencjały standardowe (normalne) w V zostały zamieszczone w szeregu napięciowym metali (półogniwa metaliczne)

Im bardziej ujemny potencjał normalny pierwiastka tym łatwiej oddaje elektrony, sam się utlenia.
Im bardziej dodatni potencjał normalny pierwiastka tym łatwiej przyjmuje elektrony i sam się redukuje