Galváncellák egyszerűsített jelölésmódja: a celladiagram

Mielőtt rátérnénk az egyszerűsített írásmódra, tekintsük át újra a galvánelemek szerkezetét. Ahogy arról korábban már volt szó, galvánelemekben egy spontán redoxireakció elektromos áramot hozhat létre. Tudjuk, mi történik a bal oldali elektródon: a szilárd cink Zn²⁺-ionokká alakul át. Gondoljuk át, mi is történik a cinkatommal, amikor Zn²⁺-ionná alakul! Az atom lead két elektront, tehát két elektron a cink elektródfémen marad. Írjuk fel ezt a félreakciót! A szilárd cink egy atomja lead két elektront, közben kilép belőle egy Zn²⁺-ion, ami bejut az oldatba. A cink lead két elektront, tehát az elektronokat a termékek oldalára írjuk. Ez az oxidációs félreakció. Elektronleadás történt. Tudjuk: az elektronleadás jelenti az oxidációs reakciót. Erre az oxidációs számokból is lehet következtetni. Ez a két leadott elektron negatív töltésfelesleget hoz létre, ami itt a vezetékben elektromos áramot indít. Elektromos áram indul meg a vezetékben, két elektron átmegy a jobb oldali elektródfémre, a rézre. Tehát most két elektron a rézelektródon lesz feleslegben. Az oldat réz-szulfát vizes oldata, tehát oldott Cu²⁺-ionokat is tartalmaz. Amikor a Cu²⁺-ionok érintkeznek ezekkel a felesleg-elektronokkal, megtörténik a redukciós félreakció. Felírom ide. A Cu²⁺-ionok felvesznek két elektront. Az elektronfelvétel a redukció. Gondoljuk meg, mi történik, ha egy Cu²⁺-ion felvesz két elektront! Leválik a szilárd réz felületére, igaz? Eközben a töltése zérus lesz. Tehát itt szilárd réz lesz. Mivel elektronfelvétel történt, ez a redukciós félreakció. elektronLEadás: Oxidáció, elektronFelvétel: REDukció. LEO és FRED, erről is meg lehet jegyezni, melyik az oxidáció, és melyik a redukció. Ha a két félreakciót összeadjuk, megkapjuk a teljes redoxireakciót. Összeadjuk ezeket, és látjuk, hogy a cink lead két elektront, a Cu²⁺ pedig felvesz kettőt; ezeket az elektronokat kitörölhetjük, így a szilárd cink és a Cu²⁺-ion marad, amik reagálnak egymással, ezeket írjuk ide, a termékek pedig a Zn²⁺-ion és a szilárd réz. Feloldott Zn²⁺-ionok és szilárd réz. Ha átgondoljuk, látjuk, hogy a cink fogy az idő előrehaladtával, és réz keletkezik, igaz? Egyre több réz lesz, ami leválik a rézelektródra. Ez a spontán redoxireakció elektromos áramot hoz létre, hiszen a vezetékben elektronok áramlanak. Térjünk vissza a félreakciókhoz és az elektródokhoz! Tudjuk, hogy az oxidáció az anódon történik, tehát ez, a cinkelektród lesz az anód, a redukció pedig a katódon történik, tehát ez, a rézelektród a katód. Foglalkozzunk kicsit a sóhíddal is! A sóhídban szulfátanionok is vannak, és ezek az anionok az anód felé mozognak. Ezt könnyű megjegyezni. Tehát errefelé mennek az anionok. A kationok, a nátriumionok pedig a katód felé tartanak. Könnyű megjegyezni, mi történik a sóhídban. Végül pedig nézzük meg az egyszerűsített leírást! Elég fárasztó lenne minden alkalommal lerajzolni egy ilyen képet, amikor egy galvánelemet akarunk ábrázolni, ezért kitaláltak erre egy egyszerűsített írásmódot. Először felírjuk az anódot. Az anód a cinkelektród, abban van a szilárd cink; leírom ide. Utána húzunk egy függőleges vonalat, ami a fázishatárt jelöli a szilárd cink és a Zn²⁺-ionokat tartalmazó vizes oldat között. Ezután írjuk a Zn²⁺-iont. Ezzel jelöltük tehát, pirossal írom, a cink elektródfémet és a Zn²⁺-ionokat. Utána rajzolunk egy kettős függőleges vonalat, ez jelképezi a sóhidat. Utána következik a Cu²⁺-ion, bekarikázom zölddel. Utána megint egyetlen függőleges vonal, ami fázishatárt jelöl, mert most következik a másik elektródfém, ami a szilárd réz a katódban. Tehát: mindig az anód van a bal szélen, a katód pedig a jobb szélen. Könnyű megjegyezni arról, hogy az A a K előtt van az ábécében. Az anód van tehát a bal oldalon, a katód pedig a jobb oldalon. Ez tehát a galváncella egyszerűsített írásmódja, a celladiagram, ahelyett, hogy ezt az egész ábrát lerajzolnánk. Ha ezt látjuk leírva egy kémiakönyvben, annak ugyanaz a jelentése, mint enek a részletes ábrának.