Ogniwa galwanicznie na maturze z chemii 2025

Na tegorocznej maturze ponownie pojawiło się zadanie dotyczące zapisu schematu ogniwa zgodne z konwencją Sztokholmską i ponownie jak w ubiegłym roku mieliśmy do czynienia z nietypowym ogniwem, którego schemat jest nieco bardziej skomplikowany niż schemat ogniwa Daniella. Wszystko co musisz wiedzieć o ogniwach galwanicznych oraz omówienie zadania z ogniw ubiegłorocznej matury znajdziesz tutaj.

Rozwiązanie zadań dotyczących ogniw galwanicznych

Rozwiązanie zadania 14.1 nie budzi większych kontrowersji i obaw. Zaznaczenia wymienione w kolejności to: zwiększać, utleniania, katody, C.

Natomiast rozwiązanie zadania 14.2 zestresowało najprawdopodobniej niejednego maturzystę, jeśli połączymy półogniwo B z C to zgodnie z danymi z tablic fizykochemicznych otrzymamy, iż anodą będzie półogniwo, w którym przebiega proces opisany w podpunkcie B, a katodą półogniwo w którym przebiega reakcja opisana w podpunkcie C.

Jak już to pisaliśmy w informacji teoretycznej dla zapisu schematu ogniwa zgodnego z konwencją Sztokholmską, pisząc schemat należy:

• zapisać go od anody (półogniwo o niższym potencjale elektrochemicznym) do katody (półogniwo o wyższym potencjale elektrochemicznym),
• pojedynczą pionową kreską | oznaczyć granicę faz,
• podwójnymi pionowymi kreskami || oznaczyć klucz elektrolityczny,
• zapisać jony „po kolei”, czyli w takim kierunku w jakim biegnie reakcja.

Zatem bazując na danych z tablic CKE:

Br₂ + 2e ⇌ 2Br^–           E⁰ = 1,066V

Co³⁺ + e ⇌ Co²⁺           E⁰ = 1,92V

Schemat ogniwa należy zapisać następująco:

(-) Pt | Br^– |Br₂ || Co³⁺, Co²⁺| Pt (+)

Anion bromkowy utlenia się do bromu cząsteczkowego natomiast kation kobaltu(III) redukuje się do kationu kobaltu(II).

Jednak… po chwili zastanowienia i analizie danych znajdujących się w tablicach maturalnych
czemu nie można zapisać tak:

(-) Pt | Br^–, Br₂ || Co³⁺, Co²⁺| Pt (+) ?

Pierwszy zapis (z użyciem „I”) wskazuje na to, iż brom i anion bromkowych nie stanowią jednej fazy, w drugim przypadku (z użyciem „ , „) schemat wskazuje na to, iż mamy do czynienia z jedną fazą. Na podstawie danych z tablic nie można jednoznacznie stwierdzić, czy mamy do czynienia z jedną fazą czy też nie, dlatego obie odpowiedzi muszą zostać uznane za poprawne.

Dodatkowo, podobnie jak w ubiegłorocznym arkuszu dopuszczalna jest dowolna kolejność zapisu jonów w elektrolicie, także część przedstawiająca schemat katody może wyglądać tak jak powyżej (zapis poprawny), ale również poniższy zapis będzie uznawany:

||Co²⁺, Co³⁺| Pt (+)