Wzory: Redoks i elektrochemia

Stopień utlenienia, utleniacz i reduktor, bilansowanie reakcji redoks, szereg aktywności metali, ogniwa, elektroliza i korozja.

8 wzorów szkoła średnia: 8

Procesy na elektrodach ogniwa LO · szkoła średnia

\[\text{anoda }(-):\ \text{utlenianie} \qquad \text{katoda }(+):\ \text{redukcja}\]

Do czego służy: wskazuje, jaki proces i biegun odpowiada każdej elektrodzie ogniwa.

Skrót: „anoda–utlenianie" (obie na literę samogłoskową), „katoda–redukcja".

Tematy lekcji:Ogniwa galwaniczne

SEM ogniwa LO · szkoła średnia

\[\text{SEM} = E^\circ_{\text{katody}} - E^\circ_{\text{anody}}\]

Do czego służy: oblicza napięcie ogniwa z tablicowych potencjałów standardowych.

Zmienne

$E^\circ_{\text{katody}}$ — potencjał elektrody o wyższej wartości (redukcja),
$E^\circ_{\text{anody}}$ — potencjał elektrody o niższej wartości (utlenianie).

Dodatnia SEM oznacza, że reakcja w ogniwie biegnie samorzutnie.

Tematy lekcji:Standardowy potencjał elektrody — SEM ogniwa

Procesy elektrodowe w elektrolizie LO · szkoła średnia

\[\text{katoda }(-):\ \text{redukcja} \qquad \text{anoda }(+):\ \text{utlenianie}\]

Do czego służy: określa kierunek procesów podczas elektrolizy.

Kationy wędrują do katody (redukcja), aniony do anody (utlenianie). Uwaga: znaki elektrod odwrotne niż w ogniwie galwanicznym.

Tematy lekcji:Elektroliza

Warunki korozji elektrochemicznej żelaza LO · szkoła średnia

\[\text{Fe} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \;\longrightarrow\; \text{rdza (uwodniony Fe}_2\text{O}_3)\]

Do czego służy: przypomina, że do rdzewienia potrzebne są jednocześnie woda i tlen.

W suchym powietrzu lub w wodzie pozbawionej tlenu żelazo koroduje bardzo wolno. Elektrolity (sól) znacznie przyspieszają proces.

Tematy lekcji:Korozja metali

Reguła sumy stopni utlenienia LO · szkoła średnia

\[\sum \text{st. utl.} = \text{ładunek cząstki}\]

Do czego służy: pozwala obliczyć nieznany stopień utlenienia pierwiastka w związku lub jonie.

Dla cząsteczki obojętnej suma = 0; dla jonu np. $\text{SO}_4^{2-}$ suma = $-2$.

Tematy lekcji:Stopień utlenienia

Utlenianie i redukcja LO · szkoła średnia

\[\text{utlenianie: } -\text{e}^- \;(\uparrow\text{st.utl.}) \qquad \text{redukcja: } +\text{e}^- \;(\downarrow\text{st.utl.})\]

Do czego służy: pozwala rozpoznać, który proces zaszedł, patrząc na zmianę stopnia utlenienia.

stopień utlenienia wzrósł → utlenianie → to reduktor,
stopień utlenienia zmalał → redukcja → to utleniacz.

Tematy lekcji:Utleniacz i reduktor

Zasada bilansu elektronowego LO · szkoła średnia

\[\text{e}^-_{\text{oddane}} = \text{e}^-_{\text{pobrane}}\]

Do czego służy: to warunek, który pozwala dobrać mnożniki reakcji połówkowych, a przez to współczynniki równania.

Najmniejsza wspólna wielokrotność liczby oddanych i pobranych elektronów wyznacza mnożniki.

Tematy lekcji:Bilansowanie równań reakcji redoks

Reguła wypierania LO · szkoła średnia

\[\text{metal aktywniejszy} + \text{sól metalu mniej aktywnego} \rightarrow \text{nowa sól} + \text{metal}\]

Do czego służy: przewiduje, czy reakcja metalu z solą lub kwasem zajdzie.

Przykład: $\text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{Cu}$ (cynk jest aktywniejszy od miedzi). Reakcja odwrotna nie zachodzi.

Tematy lekcji:Szereg aktywności metali

← Reakcje w roztworach wodnych Kinetyka, równowaga i termochemia →