23.4: Електричний потенціал

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 23,3: Вольтаїчні клітини
- 23.5: Стандартний водневий електрод

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Вольтметр не вимірює вольт безпосередньо; він вимірює потік електричного струму. Однак струм і напруга можуть бути безпосередньо пов'язані один з одним. Перші лічильники називалися гальванометрами, і вони використовували основні закони електрики для визначення напруги. З ними було важко і важко працювати, але роботу зробили. Перші мультиметри були розроблені в 1920-х роках, але справжньої портативності довелося чекати, поки друковані схеми і транзистори замінять громіздкі дроти і вакуумні трубки.

Електричний потенціал

Електричний потенціал - це вимір здатності вольтаїчної осередку виробляти електричний струм. Електричний потенціал зазвичай вимірюється в вольтах $\left( \text{V} \right)$ . Напруга, яка виробляється заданою вольтаїчною коміркою, - це різниця електричних потенціалів між двома напівклітинами. Виміряти електричний потенціал ізольованої напівкомірки неможливо. Наприклад, якби була побудована лише напівкомірка цинку, повна окислювально-відновна реакція не могла відбутися, і тому електричний потенціал не можна було виміряти. Тільки тоді, коли інша половина комірки поєднується з цинковою напівкоміркою, можна виміряти різницю електричних потенціалів - або напругу.

Електричний потенціал комірки є результатом конкуренції за електрони. У вольтаїчній комірці цинк-мідь саме іони міді (II) будуть відновлені до мідного металу. Це тому, що $\ce{Cu^{2+}}$ іони мають більшу привабливість для електронів, ніж $\ce{Zn^{2+}}$ іони в іншій половині клітини. Замість цього метал цинку окислюється. Потенціал відновлення є мірою тенденції даної напівреакції відбуватися як зменшення електрохімічної клітини. У даній вольтаїчній комірці напівклітина, яка має більший потенціал відновлення, є тією, в якій відбудеться зменшення. У напівклітині з меншим відновним потенціалом відбудеться окислення. Потенціал клітини $\left( E_\text{cell} \right)$ - це різниця потенціалу відновлення між двома напівклітинами в електрохімічній клітині.

Резюме

Електричний потенціал - це вимір здатності вольтаїчної осередку виробляти електричний струм.
Потенціал відновлення є мірою тенденції даної напівреакції відбуватися як зменшення електрохімічної клітини.
Потенціал клітини $\left( E_\text{cell} \right)$ - це різниця потенціалу відновлення між двома напівклітинами в електрохімічній клітині.