14. Elementi galvanik – Teori, Formula dhe Ushtrime të Zgjidhura | Kimia për Maturën Shtetërore

Elementi galvanik

Elektrokimia  është ajo pjesë e kimisë që studion shndërrimin e energjisë kimike në energji elektrike dhe anasjelltas gjatë reaksioneve kimike.

Elementi galvanik realizohet gjatë shndërrimit të energjisë kimike të një procesi redoks në energji elektrike duke shërbyer si burim rryme. Elementi galvanik përbëhet nga dy gjysmë elemente galvanik, ura e kripës, përcjellësit dhe aparati që tregon kalim rryme. Gjysmë elementi galvanik është i formuar nga një pllakë metalike e zhytyr në një tretësirë ujore. Ura e kripës është një enë qelqi në trajtë U-je e mbushur me një elektrolit të fortë ose me agar-agar. Në elementin galvanik funksionojnë dy qarqe elektrike:
• qarku i brendshëm që realizohet në tretësira nëpërmjet  joneve.
• qarku i jashtëm që realizohet midis elektrodave nëpërmjet përcjellësve  ku lëvizin elektronet.

! Thelbi i funksionimit të elementit galvanik qendron në faktin që procesi i oksidimit duhet të realizohet veç nga procesi i reduktimit. Elementi galvanik funksionon për aq kohë sa tretësirat janë elektro-asnjëanëse. 

Shembull: Elementi galvanik 

A: Zn⁰ → Zn²⁺ + 2e^–        (ox)
K: Cu²⁺ + 2e^– → Cu⁰        (red)

Shënim: Reaksionet që ndodhin në anodë dhe katodë quhen gjysmëreaksionet elektrodrike. 

Reaksioni i përgjithshëm (R.P):
Zn⁰ + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu⁰

• Elektroda që i nënshtrohet procesit të oksidimit shërben si anodë.
• Elektroda që i nënshtrohet procesit të reduktimit shërben si katodë.

Për të përcaktuar anodën dhe katodën në një element galvanik shërbejnë potencialet standarde redoks ose të oksidimit dhe reduktimit.
• Sa më e vogël matematikisht vlera e potencialit standard (E°),  aq më reduktues është elementi dhe do të shërbejë si anodë.
• Sa më e madhe matematikisht vlera e potencialit standard (E°), aq më oksidues është elementi dhe do të shërbejë si katodë.

Forca elektromotore (f.e.m = E°) e një elementi galvanik llogaritet me diferencën e potencialit standard të katodës me potencialin standard të anodës.

f.e.m = E°_el = E°_k – E°_a                     f.e.m > 0

USHTRIME TË ZGJIDHURA 

Ushtrimi 1: Shkruani reaksionet që zhvillohen në elektroda dhe llogarit f.e.m për elementin galvanik të përbërë:

Ushtrimi 2: Përcaktoni drejtimin e lëvizjes së elektroneve në elementin galvanik që përbëhet nga një pllakë magnezi dhe një pllakë bakri, një pllakë plumbi dhe një pllakë alumini, një pllakë bakri dhe një pllakë mërkuri. Argumentoni përgjigjen.

Ushtrimi 3: Çfarë vihet re në rast se një pllakë alumini (Al) zhytet në një tretësirë NaCl? Po në rast se zhytet në një tretësirë SnCl₂.

Ushtrimi  4: Një pllakë zinku (Zn) zhytet në një tretësirë FeCl₂ dhe HgCl₂. Përcaktoni në cilin rast masa e pllakës së Zn rritet dhe në cilin rast zvogëlohet.