5.2 HEΔ ΓΑΛΒΑΝΙΚΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ

  ΒΡΙΣΚΕΣΤΕ ΕΔΩ: ΑΡΧΗ > 5.ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ > 5.2 ΗΕΔ ΓΑΛΒΑΝΙΚΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ

5.3 Ηλεκτρεγερτική δύναμη γαλβανικού στοιχείου
Για να υπολογίσουμε τη διαφορά δυναμικού που αναπτύσσεται ανάμεσα στα δύο ημιστοιχεία του στοιχείου Daniell, συνδέουμε ένα βολτόμετρο (με πολύ μεγάλη εσωτερική αντίσταση), στα δύο ηλεκτρόδια του γαλβανικού στοιχείου.

Υπάρχουν δύο τρόποι σύνδεσης.
? Συνδέουμε το θετικό ακροδέκτη του βολτομέτρου (+ ή V/Ω είσοδο) με το ηλεκτρόδιο του Cu και τον αρνητικό ακροδέκτη του βολτομέτρου (- ή com είσοδο) με το ηλεκτρόδιο του Zn.
       

Υπολογισμός της τάσης στο στοιχείο Daniell
Γνωρίζουμε ότι το βολτόμετρο μετρά πάντα τη διαφορά δυναμικού μεταξύ του θετικού και του αρνητικού ακροδέκτη, δηλαδή:
 
Έτσι, αφού τα δυναμικά των ημιστοιχείων είναι τα πρότυπα δυναμικά, θα ισχύει:
 

Το παρακάτω σχήμα μας δίνει τις τιμές των κανονικών δυναμικών των δύο ημιστοιχείων, όπως προκύπτουν από τους πίνακες των κανονικών δυναμικών οξειδοαναγωγής.

Με αντικατάσταση στην προηγούμενη σχέση, προκύπτει:
 
Η θετική διαφορά δυναμικού που αναπτύσσεται στο γαλβανικό στοιχείο του Daniel ονομάζεται κανονική ηλεκτρεγερτική δύναμη του γαλβανικού στοιχείου, Η.Ε.Δ. (standard electromotive force) και συμβολίζεται με Ε0.
? Συνδέουμε τους δύο ακροδέκτες αντίθετα, δηλαδή το θετικό ακροδέκτη του βολτομέτρου (+ ή V/Ω είσοδο) με το ηλεκτρόδιο του Zn και τον αρνητικό ακροδέκτη του βολτομέτρου (- ή com είσοδο) με το ηλεκτρόδιο του Cu.

Υπολογισμός της τάσης (αντίθετη) στο στοιχείο Daniell
Όπως γνωρίζουμε, το βολτόμετρο μετρά τη διαφορά δυναμικού μεταξύ του
θετικού και του αρνητικού ακροδέκτη, δηλαδή:
 
Vβολτομ. = -0,76 V- (+ 0,34) = - 1,1 V < 0
 
Παρατηρήσεις
1. Η ένδειξη του βολτομέτρου, εξαρτάται από τον τρόπο σύνδεσης των δύο ακροδεκτών του (+) και (-), με τα ημιστοιχεία. Έτσι για τους δυο παραπάνω διαφορετικούς τρόπους σύνδεσης των ηλεκτροδίων του ψευδαργύρου και του χαλκού, προκύπτουν δύο αντίθετες τιμές:
 
2. Για να προκύψει θετική τιμή στην οθόνη του βολτομέτρου, πρέπει να συνδέσουμε στον αρνητικό ακροδέκτη του βολτομέτρου το ημιστοιχείο του Zn (χαμηλότερο δυναμικό) και στο θετικό ακροδέκτη το ημιστοιχείο του Cu (υψηλότερο δυναμικό).

3. Η ένδειξη του βολτομέτρου μπορεί να αποτελέσει κριτήριο για να διαπιστώσουμε ποιο από τα δύο ημιστοιχεία έχει μικρότερο αλγεβρικά δυναμικό. Έτσι αν σ? ένα γαλβανικό στοιχείο η ένδειξη του βολτομέτρου είναι θετική, σημαίνει ότι το ημιστοιχείο που έχει συνδεθεί στο θετικό ακροδέκτη είναι αυτό με το μεγαλύτερο αλγεβρικά δυναμικό. Αντίθετα αν η ένδειξη του βολτομέτρου είναι αρνητική, σημαίνει ότι το ημιστοιχείο που έχει συνδεθεί στον θετικό ακροδέκτη είναι αυτό με το μικρότερο αλγεβρικά δυναμικό.

4. Σήμερα ο όρος «ηλεκτρεγερτική δύναμη» δε συνιστάται, δεδομένου ότι μια διαφορά δυναμικού δεν είναι δύναμη. Ενώ ο όρος «ηλεκτρική διαφορά δυναμικού ενός γαλβανικού στοιχείου», χαρακτηρίζει τα διαφορετικά δυναμικά των ηλεκτροδίων στα δεξιά και αριστερά του γαλβανικού στοιχείου. Παρόλα αυτά χρησιμοποιείται ακόμα ευρέως.