Galvanisk element

Galvani oppdaget i 1791 at dissekerte han ut muskler fra beina i frosk og satte skalpeller laget av to forskjellige metaller  i hver sin ende muskelen så trakk muskelen seg sammen. Alessandro Volta laget alternerende metallplater med kobber (eller sølv) og sink, vekselvis plassert og atskilt av papp med saltvann. Volta oppdaget at hvis en ledning fra toppen av søylen med metallplater kom i kontakt med bunnen ga det gnister. Voltasøylen, det første batteri. Michael Faraday oppdaget av sinkplatene ble dekket av et tynt lag med kobber og kobberplatene ble dekket med sink.

For å lage et galvanisk element trenger man to halvceller forbundet via en saltbro. En halvcelle med en sølvelektrode (katode) dyppet i sølvnitrat hvor det skjer en reduksjon, og den andre halvcellen er en kobberelektrode (anode) dyppet i en løsning med kobbernitrat (Cu(NO₃)₂ hvor det skjer en oksidasjon

Ag⁺(aq) + e^- → Ag (s)

Cu(s) → Cu²⁺ (aq) + 2e^-

Elektroner som blir frigitt ved oksidasjonen ved kobberanoden går over til sølvkatoden hvor de reagerer med sølvioner so blir redusert. For å holde systemet elektrisk nøytralt må det være en saltbro mellom de to halvcellene, en elektrolytt med kaliumklorid (KCl) eller kaliumnitrat (KNO₃). 

Stikker man et stykke kobber i en løsning med sølvnitrat vil det etter hvert flles ut sølv på kobberet og kobberioner (Cu²⁺) gir blåfarge på løsningen. Energi tapes som varme som ikke kan utnyttes:

2Ag⁺(aq) + Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2Ag(s)

I en elektrolysecelle har katoden negativ ladning (reduksjon) og anoden en positiv ladning (oksidasjon). I et glvanisk element er det omvendt hvor katoden er positiv (reduksjon) og naoden er negativ (oksidasjon). Et galvanisk element avgir elektrisk energi spontant, men en elektrolysecelle må få tilført elektrisk energi.

Et annet eksempel er en zinkelektrode (Zn(s))  i en løsning med zinksulfat (ZnSO4) med oksidasjon ved anoden og den andre halvcellen er en kobberelektrode (Cu(s)) i en løsning med kobbersulfat, en katode med reduksjon, forbundet med en saltbro hvor sulfationer går den ene veien og zinkioner den andre veien. 

Halvreaksjoner:

Zn²⁺ + 2e^- → Zn (E₀ = -0.76V)

Cu²⁺ + 2e^- →  Cu (E₀ = +0.34V)

Til sammen potensial 1.10 V

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

Tilbake til hovedside