Tärkeitä ominaisuuksia sähkökemiallisille soluille ja niiden sarjoille

Aiemmin keskustelimme siitä, mikä on redox-reaktio. Termi redox itsessään on johdettu kahdesta reaktiotyypistä, nimittäin pelkistys ja hapetus. Tämä johtuu siitä, että redoksireaktiossa pelkistys ja hapetus tapahtuvat samanaikaisesti. Tämän reaktion aikana menetettyjen elektronien määrä on yhtä suuri kuin saatujen elektronien määrä. Redox-reaktiot koskevat myös sähkökemiallisia soluja. Mikä tuo on?

Sähkökemiallinen kenno on laite, jota käytetään muuntamaan redoksireaktioissa tuotettu kemiallinen energia sähköenergiaksi. Nämä kennot ovat kahden tyyppisiä, nimittäin volttikennot tai galvaaniset kennot ja elektrolyysikennot.

Voltaattikennot ovat sähkökemiallisia soluja, jotka voivat tuottaa sähköenergiaa spontaanisti liuoksessa tapahtuvista kemiallisista reaktioista. Esimerkki volttiakennosta on sähköakku.

Samaan aikaan elektrolyysikennot ovat soluja, jotka käyvät läpi kemiallisen reaktion, kun sähkövirta johdetaan kennoon. Esimerkki elektrolyysikennosta on suolan hajoaminen sen alkuaineiksi, nimittäin natriumiksi ja klooriksi.

Sähkökemiallisen kennon ominaisuudet

Sähkökemiallisella kennolla on useita ominaisuuksia. Ensinnäkin jokainen puolikas kenno koostuu metallitangosta, joka on kastettu omien ioniensa liuokseen. Toiseksi anodissa tapahtuvaa puolisolureaktiota kutsutaan puolisolujen hapetusreaktioksi, kun taas katodissa tapahtuu puolisolujen pelkistysreaktio.

(Lue myös: Redox-reaktioiden tasapainottaminen, tutustu näihin kahteen menetelmään)

Kolmanneksi, kaksi puolireaktiota tapahtuu aina samanaikaisesti. Neljänneksi, anodi sieppaa elektroneja niin, että se on negatiivisesti varattu, kun taas katodi menettää elektroneja, jotta se on positiivisesti varautunut. Lopuksi elektronit virtaavat anodista katodiin ja virta virtaa katodista anodiin.

Sähkökemiallisissa kennoissa on myös termi sähkökemialliset sarjat. Sähkökemiallinen sarja on elementtien järjestely pelkistyspotentiaalin arvon kasvattamiseksi.

Sähkökemiallisilla sarjoilla on useita sovelluksia. Ensinnäkin sähkökemiallisia sarjoja voidaan käyttää vertaamaan suhteellisia hapetus- ja pelkistyskapasiteetteja. IUPAC: n ( International Union of Pure and Applied Chemistry ) sääntöjen mukaisesti positiivista merkkiä käytetään vähentämispotentiaalin edustamiseen. Aineet, joilla on pienempi pelkistyspotentiaali, ovat voimakkaampia pelkistimiä, kun taas ne, joilla on suurempi pelkistyspotentiaali, ovat vahvempia hapettimia.

Toiseksi sarjaan matalammaksi asetettujen metallien (joilla on pienempi elektrodipotentiaali) reaktiivisuuden suhde voi korvata metallin, joka makaa päällä (joilla on suurempi elektrodipotentiaali).

Lopuksi sähkökemiallista sarjaa käytetään laskettaessa elektrodipotentiaalia, joka on galvaanisen kennon vakiokennopotentiaali.