Tabellverdiene er skrevet som reduksjonspotensialer.
E°₁ og E°₂
Hva er cellepotensial?
En galvanisk celle lager elektrisk spenning fra en redoksreaksjon. Cellepotensialet E°celle er denne spenningen ved standardbetingelser. I skoleoppgaver brukes standardtabeller ofte sammen med 1 mol/L-løsninger, 25 °C og 1 bar. En positiv E°celle betyr at reaksjonen er spontan i standardtilstanden.
Ifingo-presisering
E°-verdier gjelder standardtilstanden ved temperaturen tabellen oppgir. 25 °C er vanlig i Kjemi 2-tabeller, men selve °-symbolet betyr standardtilstand – ikke automatisk «25 °C» i alle sammenhenger. Ved ikke-standard konsentrasjoner må cellepotensialet behandles med en modell som tar reaksjonskvotienten med.
Anode og katode
Sammenlign standard reduksjonspotensialene til de to halvcellene:
- Katode (reduksjon): halvcellen med høyest E°. Her tar et stoff opp elektroner.
- Anode (oksidasjon): halvcellen med lavest E°. Den tabulerte reduksjonsreaksjonen må derfor gå motsatt vei.
Elektronene går i den ytre kretsen fra anode til katode. Saltbroa lukker kretsen ved ionevandring og bidrar til å opprettholde elektrisk nøytralitet i halvcellene.
Formelen og potensialtabellen
E°celle = E°katode − E°anode
| Halvreaksjon, skrevet som reduksjon | E° (V) |
|---|---|
| Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg | −2,37 |
| Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn | −0,76 |
| 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ | 0,00 |
| Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu | +0,34 |
| Ag⁺ + e⁻ → Ag | +0,80 |
🎯 Sensorblikk
Identifiser katode og anode først, skriv begge tabellverdiene med fortegn, og sett dem deretter inn. Ikke gang E° med elektronkoeffisienten når du balanserer halvreaksjoner.
Modell-utregning: Daniell-cellen
Oppgave: En Daniell-celle settes sammen av sink og kobber. Gitt E°(Zn²⁺/Zn) = −0,76 V og E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V. Finn E°celle, og avgjør om reaksjonen er spontan.
1Cu har høyest E° → katode.
2Zn har lavest E° → anode.
3E°celle = 0,34 − (−0,76)
4E°celle = +1,10 V
5Positiv verdi → spontan standardreaksjon.
En celle av magnesium og kobber gir tilsvarende E°celle = 0,34 − (−2,37) = +2,71 V – større forskjell mellom reduksjonspotensialene gir større standard cellepotensial.
Spontanitet og ΔG°
ΔG° = −nFE°celle
Her er n antall elektroner overført i den balanserte totalreaksjonen og F Faradays konstant. Er E°celle positiv, blir ΔG° negativ – og standardreaksjonen er termodynamisk spontan. Dette sier ikke nødvendigvis at reaksjonen går raskt; kinetikk er et eget spørsmål.
Ofte stilte spørsmål
Hvordan regner jeg ut cellepotensial?
Finn standard reduksjonspotensialet til begge halvcellene. Halvcellen med høyest E° er katode, den med lavest er anode. Bruk E°celle = E°katode − E°anode.
Hvilken elektrode er anode og hvilken er katode?
I en galvanisk celle skjer oksidasjon ved anoden og reduksjon ved katoden. Når du sammenligner tabulerte reduksjonspotensialer, blir høyest E° katode og lavest E° anode for den spontane standardretningen.
Skal jeg gange E° med antall elektroner?
Nei. E° er ikke en ekstensiv størrelse og skal ikke skaleres med støkiometriske koeffisienter. n brukes derimot i ΔG° = −nFE°celle.