350 likes | 766 Views
Elektrokémia. Elektród : olyan rendszer, amelyben elsőrendű vezető (fém) érintkezik másodrendű vezetővel (fémionok vizes oldata). http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/introduction.html. Elektrokémia. GALVÁNCELLA 2 elektród + sóhíd / porózus felület.
E N D
Elektrokémia Elektród: olyan rendszer, amelyben elsőrendű vezető (fém) érintkezik másodrendű vezetővel (fémionok vizes oldata) http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/introduction.html
Elektrokémia GALVÁNCELLA 2 elektród + sóhíd / porózus felület A két elektród elektrolit oldatai érintkeznek egymással Galvánelem – Elektrolizáló cella E = ekatód - eanód
Elektrokémia A standard hidrogénelektród H+(aq) + e =1/2 H2(g) Megállapodás szerint: eºH+/H2 := 0 Félcella-reakciója: Pt | H2 | 1 M H+(aq) pontosabban(!): Pt | H2 | 1 mol H+ /1 kg oldat
Elektrokémia Elektrokémiai cella:
Elektrokémia Az elektród potenciálja (e): annak a galváncellának az elektromotoros ereje, amelynek az egyik elektródja a kérdéses elektród, a másik pedig a standard hidrogénelektród Standardpotenciál (eº): egységnyi koncentrációjú (aktivitású) oldat elektród potenciálja Redoxireakciók: Negatívabb oxidálódik, pozitívabb redukálódik.
Elektrokémia Nernst-egyenlet elektródreakció egyenlete: aA + bB +ze–cC + dD DG= DGo - RTlnK Egyensúlyban DG=0 e = –DG/zF F = 96 485 C / mol http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/nonmetal.html#top
Elektrokémia állandó koncentráció (aktivitás) Oldhatatlan sóelektród
Elsőfajú elektród, pl.: Ag+(sz) + e = Ag(sz) Ag(sz) | Ag+ (aq) e függ a koncentrációtól Másodfajú elektród, pl.: Ag+(sz) + e = Ag(sz) AgCl(sz) Ag+(aq) + Cl(ag) Ag(sz) | AgCl | KCl 1 mol / kg (aq) AgCl oldatbeli koncentrációja jó közelítéssel állandó → e állandó Elektrokémia Jó referenciaelektród!
Elektrokémia Redox elektród
Elektrokémia Cellapotenciál: az a feszültség, ami akkor mérhető, amikor a cellán nem folyik át áram Koncentációs elem: két elektród anyaga ugyanaz, de eltérő a koncentráció e10=e20
Elektrokémia pH-mérés: Egyensúly:
A Leclanché-féle szárazelem Elektrokémia + záróréteg burkolat légtér NH4Cl + ZnCl2 C + MnO2 Zn membrán grafit Georges Leclanché (18391882) _ Hasonlóan működik az alkáli-szárazelem:
Töltött Kisütés Kisütött Töltés Az ólomakkumulátor Pb(sz) + HSO4 = PbSO4(sz) + H+ + 2e anód: oxidáció PbO2(sz) + HSO4 + 3H+ + 2e = PbSO4(sz) + 2 H2O katód: redukció Pb(sz) + PbO2 + 2H+ + 2HSO4 = 2PbSO4(sz) + 2H2O
Elektrokémia Elektrolízis – áram hatására lejátszódó kémiai változás bomlásfeszültség – legkisebb olyan feszültség, amellyel tartós elektrolízis megvalósítható, ha nincs túlfeszültség, akkor eK-eA
pl. a víz bontása Elektrokémia H2 O2 FARADAY TÖRVÉNY: Egyenáram Fém Pt oldat Katód: - Anód: + 2O2 = O2 + 4e oxidáció 4H+ + 4e = 2H2 redukció
Az elektrolízis ipari felhasználása: alumíniumgyártás Na3AlF6 (kriolit) és Al2O3 olvadéka A termék árában nagy arányban benne van az elektromos áram ára!! (Pl. Izland bauxitja (Al2O3) nincs, mégis az Al-gyártás az egyik legfontosabb bevétele.) Más fémek is: pl. Na (és hypo NaOCl gyártása)