En galvanisk celle er et av de viktigste temaene i elektrokjemi i Kjemi 2. Temaet viser hvordan en spontan redoksreaksjon kan brukes til å lage elektrisk energi. Det høres avansert ut, men grunnideen er enkel: ett stoff avgir elektroner, et annet stoff tar opp elektroner, og elektronene tvinges gjennom en ytre krets. Når elektronene går gjennom en ledning, kan de utføre elektrisk arbeid. Det er denne ideen som ligger bak batterier og mange elektrokjemiske systemer.
For å forstå galvanisk celle må du ha kontroll på flere begreper samtidig. Du må vite hva oksidasjon og reduksjon betyr, hva anode og katode er, hvorfor saltbroen trengs, hvordan elektronene beveger seg, og hvordan standard reduksjonspotensial kan brukes til å beregne spenning. Denne artikkelen sorterer begrepene slik at du kan bruke dem presist i prøvesvar, laboratorierapporter og eksamensoppgaver.
Du får bedre forståelse når galvanisk celle ikke leses som et isolert tema. Bruk gjerne /ressursbank/artikler/redoks/ for å repetere elektronoverføring, /ressursbank/artikler/oksidasjonstall/ for å trene på hvem som oksideres og reduseres, /ressursbank/artikler/standard-reduksjonspotensial/ for å lese celletabeller riktig, /ressursbank/artikler/elektrolyse/ for å sammenligne spontane og ikke-spontane prosesser, /ressursbank/artikler/stokiometri/ når du skal koble mol elektroner til stoffmengde, og /ressursbank/artikler/kjemi-2-eksamen/ når du vil se hvordan temaet kan brukes i eksamenssvar. Slike interne ifingo-lenker gjør at du bygger en helhetlig elektrokjemisk forståelse.
Galvanisk celle
En galvanisk celle er et elektrokjemisk system der en spontan redoksreaksjon omdanner kjemisk energi til elektrisk energi. Reaksjonen deles i to halvceller. I den ene halvcellen skjer oksidasjon, og i den andre skjer reduksjon. Halvcellene kobles sammen med en ytre ledning som elektronene kan gå gjennom, og med en saltbro eller membran som lar ioner bevege seg.
Det viktige er at elektronene ikke overføres direkte mellom stoffene i samme løsning. De sendes gjennom ledningen. Dermed får vi en elektronstrøm. Et voltmeter kan måle spenningsforskjellen mellom elektrodene. Hvis cellen kobles til en ytre komponent, kan strømmen gjøre arbeid.
Halvcelle
En halvcelle består vanligvis av en elektrode og en løsning som inneholder ioner av det samme stoffet. Et klassisk eksempel er en sinkelektrode i en løsning med Zn2+-ioner. En annen halvcelle kan være en kobberelektrode i en løsning med Cu2+-ioner. Hver halvcelle inneholder én av de to halvreaksjonene i redoksreaksjonen.