۲۰ امتحان نهایی / مهارت شیمی
آند، کاتد، ولتاژ

پتانسیل سلول گالوانی؛
نقش الکترودها را تعیین کن، بعد عددها را ترکیب کن

جدول عددها به‌تنهایی نمی‌گوید کدام نیم‌واکنش باید در سلول اکسایش یا کاهش باشد. ابتدا جهت خودبه‌خودی، نقش الکترودها و مسیر الکترون را مشخص کن و سپس محاسبه را انجام بده.

E

نوع عددهای جدول را بخوان

عنوان ستون و جهت نوشته‌شدن نیم‌واکنش‌ها را مشخص کن. عدد پتانسیل بدون دانستن اینکه برای کدام جهت واکنش نوشته شده قابل استفاده نیست. قرارداد همان سؤال یا جدول را در بالای حل یادداشت کن.

کاتد را با فرایند کاهش پیوند بده

در سلول گالوانی، کاهش در کاتد و اکسایش در آند رخ می‌دهد. نیم‌واکنش‌های ممکن را بنویس و بر اساس داده‌ها تعیین کن کدام جهت برای هر الکترود انتخاب می‌شود.

شناسنامهٔ سلول

آند و اکسایش | کاتد و کاهش | الکترون: آند به کاتد | یون‌ها: حفظ خنثی الکتریکی | پتانسیل: با قرارداد جدول

مسیر الکترون را روی مدار نشان بده

الکترون در مدار خارجی از محل اکسایش به محل کاهش حرکت می‌کند. یک پیکان روی سیم بکش و آن را با نقش آند و کاتد تطبیق بده. جهت جریان قراردادی را با جهت الکترون یکی نگیر.

نیم‌واکنش اکسایش را معکوس کن

اگر جدول همهٔ نیم‌واکنش‌ها را در جهت کاهش نوشته است، نیم‌واکنش مربوط به آند باید برای معادلهٔ سلول معکوس شود. تغییر جهت واکنش را از نحوهٔ استفاده از عدد پتانسیل جدا و مطابق قرارداد فرمول انجام بده.

ضرایب موازنه پتانسیل را چندبرابر نمی‌کنند

برای برابرشدن تعداد الکترون‌ها ممکن است یک نیم‌واکنش را در ضریب ضرب کنی، اما پتانسیل کمیتی نیست که همراه این ضریب چندبرابر شود. موازنهٔ ماده و بار را از ترکیب عددهای پتانسیل جدا نگه دار.

پتانسیل سلول را با علامت روشن بنویس

فرمول را با نام کاتد و آند بنویس و سپس عددها را جای‌گذاری کن. پرانتز را برای عدد منفی حفظ کن تا کم‌کردن یک مقدار منفی به خطای علامت تبدیل نشود.

معادلهٔ کلی را از جمع نیم‌واکنش‌ها بساز

تعداد الکترون‌های تولید و مصرف‌شده را برابر کن، نیم‌واکنش‌ها را جمع بزن و الکترون را حذف کن. تعداد اتم‌ها و مجموع بار دو طرف را جداگانه کنترل کن.

حرکت یون‌ها را از خنثی‌ماندن محلول بفهم

با پیشرفت واکنش، در هر نیم‌سلول چه نوع باری تولید یا مصرف می‌شود؟ حرکت یون‌ها در پل یا جداکننده باید از تجمع بار جلوگیری کند. جهت را از حفظ یک جملهٔ ثابت حدس نزن.

مثبت‌بودن نتیجه را تفسیر کن

اگر جهت سلول را به‌صورت گالوانی و خودبه‌خودی انتخاب کرده‌ای، علامت پتانسیل محاسبه‌شده باید با این انتخاب سازگار باشد. علامت ناسازگار نشانه‌ای برای بازبینی نقش الکترودها یا ترتیب تفریق است.

چهار کنترل پایانی انجام بده

اکسایش در آند است؟ الکترون از آند می‌رود؟ ضرایب روی پتانسیل اثر نداده‌اند؟ واحد ولتاژ نوشته شده؟ برای تصویر کامل به راهنمای الکتروشیمی و برای عدد اکسایش به اکسایش و کاهش مراجعه کن.