Standardpotentialer og spændingsrækken

Kemi B · STX · B-niveau · Redoxkemi og elektrokemi

🧪 Standardpotentialer og spændingsrækken

Spændingsrækken (electrochemical series) = ranking af metaller efter deres tendens til at AFGIVE elektroner (oxideres).

Standardpotentiale (E°): målt ved 25°C, 1 atm, 1 M koncentration. Reference: standard-hydrogen-elektrode (SHE) = 0,00 V.

Tabel — standard-reduktionspotentialer (V) (uddrag):

• (a) F₂/F⁻: +2,87 (mest oxiderende).
• (b) Au⁺/Au: +1,69.
• (c) Cl₂/Cl⁻: +1,36.
• (d) O₂/H₂O: +1,23.
• (e) Ag⁺/Ag: +0,80.
• (f) Cu²⁺/Cu: +0,34.
• (g) 2H⁺/H₂: 0,00 (reference).
• (h) Pb²⁺/Pb: −0,13.
• (i) Sn²⁺/Sn: −0,14.
• (j) Fe²⁺/Fe: −0,44.
• (k) Zn²⁺/Zn: −0,76.
• (l) Mg²⁺/Mg: −2,37.
• (m) Na⁺/Na: −2,71.
• (n) Li⁺/Li: −3,04 (mest reducerende).

Tolkning: positivt E° = mineralske vil REDUCERES (modtage elektroner — opfører sig som ÆDLE metaller, fx guld, sølv, kobber). Negativt E° = vil OXIDERES (afgive elektroner — opfører sig som UÆDLE metaller, fx natrium, magnesium, zink).

Spændingsrækken (mest reducerende → mest oxiderende): Li > K > Ba > Ca > Na > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Cd > Co > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Ag > Hg > Pt > Au. Metallerne FØR H i rækken vil opløses i syre (H⁺ + metal → H₂ + metal²⁺). Metallerne EFTER H er ædle — opløses ikke i normal syre (kun aqua regia for Au).

Anvendelser

(1)

Forudsige reaktion: hvilket metal fortrænger et andet fra opløsning? Mere reducerende metal (lavere E°) fortrænger mindre reducerende.

Eksempel: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu (Zn er mere reducerende). Cu + Zn²⁺ → INGEN reaktion. **(2

Læringsmål

• Slå standard reduktionspotentialer (E°) op i en tabel og fortolke deres fortegn
• Forklare placeringen af et metal i spændingsrækken i forhold til hydrogen
• Forudsige om en redoxreaktion mellem to stoffer er spontan ud fra E°-værdier
• Bestemme hvilket metal der fortrænger et andet fra opløsning
• Forklare hvorfor uædle metaller reagerer med syre, mens ædle metaller ikke gør

Sådan kan du arbejde med emnet

• Forklar, hvad standard reduktionspotentiale fortæller om et stof
• Brug spændingsrækken til at forudsige, hvilken vej elektronerne flyder i en galvanisk celle
• Beregn cellepotentialet for en galvanisk celle ud fra de to elektroders standardpotentialer

Eksperiment-forslag

• Placér strimler af Zn, Fe, Cu og Mg i opløsninger med CuSO₄, FeSO₄ og ZnSO₄, og observér hvilke reaktioner der sker.
• Forudsig ud fra spændingsrækken om Ag vil reagere med HCl, og test det eksperimentelt.
• Beregn EMK for 4 forskellige cellekombinationer ud fra en E°-tabel, og ranger dem efter spænding.
• Lav en planche der placerer 8-10 almindelige metaller i spændingsrækken med deres E°-værdier.

Brobygning

Spændingsrækken forklarer, hvorfor nogle metaller korroderer lettere end andre — uddybes i næste emne.