Ogniwa galwaniczne - zasada działania i obliczenia
Ogniwo Daniela to klasyczny przykład ogniwa galwanicznego. Składa się z dwóch półogniw: cynkowego (anoda) i miedziowego (katoda), połączonych kluczem elektrolitycznym. Każde półogniwo zawiera elektrolit z jonami danego metalu.
Na anodzie (biegun ujemny) zachodzi proces utleniania: cynk metaliczny oddaje elektrony i przechodzi w jony Zn2+. Te elektrony płyną przez przewodnik zewnętrzny do katody (biegun dodatni), gdzie zachodzi redukcja - jony Cu2+ przyjmują elektrony i wydzielają się jako miedź metaliczna.
Schematycznie ogniwo Daniela zapisujemy: Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu, gdzie pionowa kreska oznacza granicę faz, a podwójna kreska - klucz elektrolityczny. Sumaryczna reakcja to: Zn∘+Cu2+⟶Zn2++Cu∘
Warto zapamiętać! Siłę elektromotoryczną (SEM) ogniwa obliczamy jako różnicę potencjałów standardowych: SEM = $\text{E}{\text{K}}^{\circ} - \text{E}{\text{A}}^{\circ}$. Dla ogniwa Daniela: SEM = 0,34V - −0,76V = 1,1V. Potencjał standardowy dotyczy stężenia 1 mol/dm³.