Ogniwo Bunsena

Ogniwo Bunsena (ogniwo cynkowo-węglowe) – ogniwo galwaniczne skonstruowane w 1841 roku przez Roberta Bunsena. Bunsen zastosował w nim ciekły depolaryzator.

Skonstruowane ogniwo w 1841 roku przez Roberta Wilhelma Bunsena (1811–1899), w którym anodą był cynk, a katodą pręt grafitowy

Konstrukcja ma znaczenie historyczne, obecnie nie jest stosowana ze względu na używane silnie żrące odczynniki (kwas siarkowy i azotowy) oraz wydzielanie podczas pracy tlenku azotu. Dzięki zastosowaniu wydajnego depolaryzatora ogniwo daje przez dłuższy czas prąd elektryczny o znacznym natężeniu. Bunsen używał baterii ogniw do elektrolizy stopionych soli, otrzymując metaliczny magnez (1852) lit, wapń, stront i bar (1854–1855).

Budowa

Ogniwo składa się (patrz rysunek) z ceramicznego naczynia, w którym znajduje się cylindryczna płytka cynkowa (Zn) stanowiąca anodę (na rys A). Wewnątrz umieszczone jest ceramiczne naczynie, w którym umieszczona jest grafitowa (węglowa) katoda (na rys. B). Ceramika wewnętrznego naczynia jest porowata, zapewnia przepływ prądu, ale ogranicza mieszanie się znajdującego na zewnątrz niego roztworu elektrolitu a wewnątrz, depolaryzatora. Elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego (H₂SO₄) (10%), depolaryzatorem elektrody węglowej jest kwas azotowy (HNO₃). SEM wynosi ok. 1,7 V.

Działanie

W wyniku reakcji utleniania cynku (Zn) na anodzie i redukcji kwasu azotowego (HNO₃) na katodzie wytwarzający się bezbarwny tlenek azotu(II) (NO) szybko przekształca się w kontakcie z powietrzem w brunatny tlenek azotu(IV) (NO₂)

W ogniwie tym, w trakcie poboru prądu zachodzą następujące reakcje chemiczne na elektrodach:

• anoda (utlenianie cynku):

Zn ⇌ Zn²⁺ + 2e_-     ε⁰ = −0,76 V

• katoda (redukcja azotanu):

NO₃- + 4H⁺ + 3e_- ⇌ NO + 2H₂O     ε⁰ = 0,96 V

• sumarycznie:

3Zn + 8H⁺ + 2NO₃- ⇌ 3Zn²⁺ + 2NO + 4H₂O     ε⁰ = 1,72 V

Zobacz też

• palnik Bunsena
• ogniwo Daniella
• ogniwo Leclanchégo
• ogniwo Volty