juhu jaoks arvutada redokspotentsiaal Nernsti v~orrandi abil. Segatakse kokku neli lahust, mille kontsentratsioonid on v~ordsed ning mis sisaldavad vastavalt Sn2+, Sn4+, Fe3+ ja Fe2+ ioone. Millises suunas hakkab toimuma reaktsioon? YKI0020 Keemia alused Toomas Tamm 2011 S 2011/2012 18. Elektrokeemia 14 Elektrol¨uu¨s Elektrol¨uu¨s on elektrokeemiline reaktsioon ala- - + lisvoolu m~ojul, mis reeglina viib aine lagune- misele. H2 Cl 2 Katoodil (--): 2H+ + 2e- - H2 Anoodil (+): 2 Cl- - Cl2 + 2e- H + - Elektrol¨uu¨si v~oib l¨abi viia ka sulas soolas
Keemia. OKSIID- aine, mis koosneb 2-st elemendist, millest üks on hapnik. HAPE- koosneb vesinikust ja happejäägist. ALUS- koosnevad metallist ja OH rühmast. SOOL- aluse katioonist+ ja happe anioonidest- Elektrolüüt- vesilahuses või sulatatud olekus osaliselt või täielikult ioonideks.(happed alused soolad) Elektrolüütiline dissotsiatsioon- aine jagunemine ioonideks. Hüdraatumine on lahustunud aine osakeste seostumine vee molekulidega. Mitte elektrolüüt- ained, mis neutr. molekulidena lahuses. Ioonsed ained on tugevad elektrolüüdid.(sool leelis) Molaarne kontsentratsioon. väljendab moolide arvu 1 liitris. Tugevad happed lahustuvad täielikult ioonideks. Tugevad happed aktiivsed ja ohtlikud. Elektrol. dis. on happe ja vee molekuli vaheline keem. reakts., milles tekivad hüdrooniumioonid ja happe anioonid. Tugevate hapete elektrol. dis. lahuses on täielik. Nõrkadel pöörduv. Mitmeprooton. ainete dis. on astmeline.
Lähte Ühisgümnaasium ELEKTROLÜÜS, FARADAY I SEADUS ELEKTROLÜÜSI KOHTA JA ELEKTROLÜÜSI RAKENDUSNÄITED Referaat Koostaja: Jaanus Vaht Juhendaja: Erich Virk Lähte 2015 SISSEJUHATUS Referaadis on juttu elektrolüüsist, Faraday I seadusest ning elektrolüüsi rakendusnäidetest. Elektrolüüs on levinud meetod nii keemias kui ka tööstuses. Toimuma panemiseks kasutatakse alalisvoolu. Elektrolüüs on oluline samm tööstuse, kuna sellega eraldatakse lihtained looduslikest materjalidest. Faraday I seadus on referaadis välja toodud, lisaks on elektrolüüsi rakendusnäited, mis võivad olla paljudele inimestele suureks abiks. Referaadi lugeja saab palju uusi teadmisi. Saadakse teada, milline on Michael Faraday
Kui on kaks metalli kontaktis, siis esimesena hävib aktiivsem metall. Korrosioonil vabaneb energia, metall loovutab elektrone, osake redutseerub, metall tahab iseenesest minna madalama energiaga ühendiks. Fe0 3e- -> Fe3+ Keemiline korrosioon metalli vahetu keemiline reaktsioon keskkonnas leiduva oksüdeerijaga. Metalli reageerimine kuivade gaaside (O2, Cl2) või vedelikega (bensiin, õlid). 3Fe + 2O 2 ->t Fe3O4 Elektrokeemiline korrosioon kui metall puutub kokku elektrolüüdi lahusega. Koosneb kahest osareaktsioonist: metalli oksüdeerumine ja vabanenud elektronide sidumine mingi oksüdeerija poolt. Põhilised oksüdeerijad vesinikioonid või õhuhapnik. Toimub niisketes tingimustes. Gaasides reageerivad veega andes happeid: SO2 + H2O <-> H2SO3 Metall + hape: Fe + H2SO3 -> FeSO3 + H2(üles) Korrosiooni kiirust mõjutavad tegurid: 1. temperatuuri kasvamisel korrosioon kiireneb 2. mida happelisem lahus, seda kiirem korrosioon 3
Termini PLASMA võttis füüsikas 1929 kasutusele I. Langmuir, plasma kineetikat on uurinud L. Landu, elektromagnetvälja ja plasma vastastikumõju on käsitlenud ning magnethüdronaamika võrrandid esitanud H. Alfen. Plasma on aine eriline olek, mille puhul on aatomituumade ümbert nende elaktronkattes osaliselt või täielikult ära rebitud. Füüsikaliselt positiivsest ja negatiivsest laengukandjast ning aatomitest (molekulidest) koosnev keskkond, milles erinimelise laengukandjate tihedus (n) on võrdne. Mida kõrgem on plasma temperatuur, seda suuremad on osakeste kiirused. Maailmaruumis on 99,9% plasma-olekus, kusjuures tihedus võib muutuda väga suures vahemikus, Näiteks: tähtedevahelises ruumis n=1 m-3 ja tahkes kehas n=1028 m-3, tähtede sisemuses on tihedus veelgi suurem. Maal tekib plasma harmooniline gaaslahenduses (kaar- ja huumlahenduses). Eristatakse madalatemperatuurilist (to < 105 K) ja kõrgetemperatuurilistes lahendusplasmat (t o 10 5-...
· Tavatingimustes vesinik hapnikuga ei reageeri, kuid juba väikese sideme mõjul võib vesinik ja hapniku segu plahvatada. · Eriti tugevasti plahvatab nende segu moolsuhtes 2:1 (paukgaas) VESINIKU SAAMINE · Tööstuses toodetakse vesinikku väga suurtes kogustes, kasutades lähteainetena loodusliku gaasi (metaan) või vett. · Kõige odavam on vesinikku saada metaani või süsiniku reageerimisel veeauruga kõrgel temperatuuril · Puhtamat vesinikku saadakse vee elektrolüüsil · Laboris on vesinikku kõige lihtsam saada tsingi vm suhteliselt aktiivse metalli reageerimisel happelahusega. · Tööstuse tarbeks saadakse teda põhiliselt maagaasist. Viimane sisaldab palju metaani CH4 VESINIKU SAAMINE ELEKTROLÜÜDIL · Vee elektrolüüs vesiniku saamismeetodina pole majanduslikult efektiivne, · Paljudel elektrolüütilistel protsessidel eraldub vesinik ja see püütakse kinni. · Laboris saadakse vesinikku metalli ja happe vahelisel reaktsioonil
Sellepärast see reaktsioon ongi tugevalt eksotermiline. 4 Hüdrometallurgilised meetodid Metalle toodetakse mingitest lahustest. Kuid mitte tingimata vesilahusest. Temperatuur on arusaadavatel põhjustel mõõdukas. Toodetakse mitmeid haruldasi metalle. Näiteks kulda, uraani, vanaadiumit jne. Maagist viiakse reaktiivide (hapete ja aluste) abil lahusesse metalliioonid (st muudetakse lahustuvaks aineks) ja peale seda eraldatakse lihtaine elektrolüüsil. Näiteks tooks vase tootmismeetodi, mille abil toodetakse umbes üks neljandik maailma vasest. See sobib nii oksiidsete kui ka karbonaatsete maakide töötlemiseks. Sulfiidsed maagid ei lähe lahusesse. Näiteks, kui maagilademesse pumbatakse lahjat väävelhapet ja reageerinud lahus pumbatakse teise toru kaudu tagasi CuO + H2SO 4= CuSO4 + H2O ja saadud lahusest tõrjutakse vask välja. Näiteks raua abil CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu. Niimoodi toodetud vask pole just eriti puhas
Raoult’I seadus - komponendi aururõhk vedela lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi aururõhu ja tema kontsentratsiooni korrutisega lahuses. Raoult’I seadus mittelenduva aine lahuse kohta: aururõhu suhtelinelangus on võrdeline lahustunud aine moolimurruga lahuses Osmoos (kr. - tõuge, surve) - aine iseeneslik kandumine läbi poolläbilaskva membraani, mis eraldab kaht erineva kontsentratsiooniga lahust. Dissotsiatsioon - osakeste jagunemine, lagunemine väiksemateks Elektrolüütiline dissotsiatsioon (S. Arrhenius, rootsi keemik) - lahustunud aine molekulide täielik või osaline lagunemine katioonideks ja anioonideks. ED erijuhtum - ioonsete kristallide lagunemine vastasnimelisteks ioonideks lahustumisel (või sulatamisel). Ioonid saavad tekkida ainult paaridena (vastasnimelistena) Reeglina toimub ED polaarsetes lahustites (näit. Vees) ja selle käigus katkevad molekulide kõige polaarsemad sidemed. Elektrolüüdid - ühendid, milles aatomid on seotud ioonil
suhteid erinevates ainetes (sageli ebaõiged - - vee valem HO) "Keemilise filosoofia uus süsteem"(1808-1827) - kuulus ja oluline raamat Joseph Louis GAY-LUSSAC(1778-1850)Prantsuse keemik ja füüsik, Pariisi TA liige ja president. Põhitööd: gaasiseadused näitas esimesena, et happed ei pea tingimata sisaldama vesinikku. tuvastas analoogia Cl ja I vahel, uuris joodiühendeid ja HF eraldas vaba boori B2O3-st (koostöös, 1808), sõltumatult Davy'st sai Na,K elektrolüüsil, uuris Na, K, Ca, Ba peroksiide HCN, HHal ja H2S koostis ja analoogia; C2N2 (ditsüaani) saamine esimesena: soolade lahustuvuskõverad vees mahtanalüüsi meetodite arendamine tööstuskeemilised rakendusedAmadeo AVOGADRO(1776-1856) Itaalia füüsik ja keemik (autodidakt),hariduselt jurist, üks atomistlik molekulaarse teooria rajajaid. Põhitööd: molekulaarteooria alused (1811) Avogadro seadus (1811) molekulmasside arvutamine;
Saamine: Vesinik on molekulaarne gaas, lihtainena valem H2. Suurtootmises: looduslikest ja tööstuslikest gaasidest sügavjahutamisel või katalüütilisel töötlemisel. 1) Hõõguv süsi + veeaur veegaas: C + H2O H2 + CO veegaas katal. CO + H2O CO + H2 eraldatakse pesemisel veega rõhu all 2) Süsivesinike mittetäielikul oksüdeerimisel hapniku või veeauruga: 2CH4 + O2 2CO + 4H2 CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 3. Tööstuslikes vee elektrolüüsiprotsessides (kõrvalproduktina leeliste tootmisel jm.): katoodil - : 4H2O + 4e 2H2 + 4OH- anoodil + : 2H2O - 4e 4H+ + O2 4. Laboris kõige sagedamini: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (sisaldab lisandina HCl ja happe aerosooli) 5) Välitingimustes mõnikord hüdriididest: CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2 Omadused: · Kergeim gaas (ja üldse aine), 14,5 korda õhust kergem · Molekul kaheaatomiline: H2 · Parim gaasiline soojusjuht
20,4 K 14 K 2.1.2. Saamine Suurtootmises: looduslikest ja tööstuslikest gaasidest sügavjahutamisel või katalüütilisel töötlemisel 1) Hõõguv süsi + veeaur veegaas: C + H2O → H2 + CO veegaas katal. CO + H2O → CO + H2 eraldatakse pesemisel veega rõhu all 2) Süsivesinike mittetäielikul oksüdeerimisel hapniku või veeauruga: 2CH4 + O2 → 2CO + 4H2 CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 3. Tööstuslikes vee elektrolüüsiprotsessides (kõrvalproduktina leeliste tootmisel jm.): katoodil - : 4H2O + 4e → 2H2 + 4OH- anoodil + : 2H2O - 4e → 4H+ + O2 4. Laboris kõige sagedamini: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (sisaldab lisandina HCl ja happe aerosooli) 5) Välitingimustes mõnikord hüdriididest: CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2 1 mol = 42 g 2 . 22,4 l 2.1.3. Omadused Kergeim gaas (ja üldse aine), 14,5 korda õhust kergem Molekul kaheaatomiline: H2
annaabi.ee 
