muutuvad elementide oksüdatsiooniastmed. oksüdatsiooniaste elemendi aatomi tinglik laeng ühendis (eeldades ioonilist sidet kõigi aatomite vahel)); oksüdeerumine elektronide loovutamine (redutseerija oksüdeerub, tema oks. aste kasvab), redutseerumine elektronide liitmine (oksüdeerija redutseerub, tema oks. aste kahaneb). Redoksreaktsioonide tasakaalustamise põhimõte: liidetud ja loovutatud elektronide arvud on võrdsed. 2. Elektroodipotentsiaal ja redokspotentsiaal Elektroodipotentsiaal (E), V potentsiaal, mille omandab metallelektrood tema soola lahuses pöörduva reaktsiooni Mz+ + ze- M tulemusena. x RT a oks E = E0 + ln y , zF a red E° standardpotentsiaal, E = E°, kui aMz+ = 1 M, F Faraday arv ( 96 485 C/mol),
nõrgalt happelises keskkonnas: MnO- 4 + 4H+ + 3e -> MnO2 + 2 H2O neutraalses ja nõrgalt aluselises keskkonnas: MnO- 4 + 2H2O + 3e -> MnO2 + 4 OH− tugevalt aluselises keskkonnas MnO- 4 + e -> MnO4 2- 2) H2O2 osavõrrandid happelises keskkonnas: H2O2 + 2 H+ + 2e -> 2 H2O neutraalses ja aluselises keskkonnas: H2O2 + 2e -> 2OH−. Tugevate oksüdeerijate suhtes võib H2O2 käituda redutseerijana: H2O2 − 2e -> 2 H+ + O2. ELEKTROODIPOTENTSIAAL, REDOKSPOTENTSIAAL elektroodipotentsiaal E – potentsiaal, mille omandab metallelektrood tema soola lahuses pöörduva reaktsiooni tulemusena (metall/lahus potentsiaalide erinevus) Nersti võrrand E – redokspotentsiaal E° – standardpotentsiaal, E = E°, kui aMz+ = 1 M n – elementaaraktis üleminevate elektronide arv
muutuvad elementide oksüdatsiooniastmed. oksüdatsiooniaste – elemendi aatomi tinglik laeng ühendis (eeldades ioonilist sidet kõigi aatomite vahel)); oksüdeerumine – elektronide loovutamine (redutseerija oksüdeerub, tema oks. aste kasvab), redutseerumine – elektronide liitmine (oksüdeerija redutseerub, tema oks. aste kahaneb). Redoksreaktsioonide tasakaalustamise põhimõte: liidetud ja loovutatud elektronide arvud on võrdsed. 2. Elektroodipotentsiaal ja redokspotentsiaal Elektroodipotentsiaal (E), V – potentsiaal, mille omandab metallelektrood tema soola lahuses pöörduva reaktsiooni Mz+ + ze- M tulemusena. x RT a oks E = E0 + ln y , zF a red E° – standardpotentsiaal, E = E°, kui aMz+ = 1 M, F – Faraday arv ( 96 485 C/mol),
Mõningate ainete c väärtused: Metall g/Ah mg/C NB! 1 g/Ah = 1000 mg/ 3600 As = 0,277... mg/C Vask (Cu) 1,186 0,329 Alumiinium (Al) 0,335 Kuld (Au) 7,37 Nikkel (Ni) 1,095 Hõbe (Ag) 4,025 1,118 Kroom (Cr) 0,648 Tsink (Zn) 1,22 Keemilised vooluallikad Metalli paigutamisel happe või leelise lahusesse tekib keemilise reaktsiooni tagajärjel metallil potentsiaal - elektroodipotentsiaal. Erinevate metallide puhul on see potentsiaal erinev ja nii saab ehitada seadmeid, milles kahel erinevast materjalist elektroodil tekib potentsiaalide vahe. Sellisel põhimõttel töötavad galvaani- e. primaarelemendid. Neis toimub keemilise energia pöördumatu muutumine elektrienergiaks. Juhul, kui voolu juhtimisel tagasi sellisesse süsteemi on võimalik keemilist protsessi tagasi pöörata on tegemist akudega e. sekundaarelementidega. Akudes toimub sel juhul nende laadimine e
Kütuseelement toimib analoogiliselt elusorganismidele genereeritakse prootonpotentsiaal - negatiivset laengut omavatele osakestele läbimatu membraanide kasutamise teel 81. Elektrolüüs. NaCl elektrolüüsi näitel. Elektrolüüsil liiguvad anioonid anoodile, kus nad loovutavad elektrone, katioonid aga katoodile, kus nad liidavad elektrone Elektrolüüsi tulemusel redutseeritakse katoodil süsteemi oksüdeeritud komponendid (millel on suurim elektroodipotentsiaal) ja anoodil oksüdeeruvad süsteemi taandatud komponendid (millel on vähim + elektroodipotentsiaal). NaCl vesilahuses toimub katoodil mitte Na ioonide, vaid vee redutseerumine: - - 2H2O + 2e H2 + 2OH - -
Roostetamine, põlemine, hingamine. 61. Toitainete ärastamine veest: nitrifikatsioon- I etapp: ammoniaagi oksüdeerimine nitritiks: 2NH4+(vedel) + 3O2 + 2H2O→ 2NO2−(vedel) + 4H3O+ .II etapp: oksüdeeritakse nitrit nitraadiks: 2NO2− + O2 → 2NO3−(vedel) ;denitrifikatsioon- nitraadi (NO3-) ja nitriti (NO2-) gaasilisteks oksiidideks redutseerimise protsess. tekivad lämmastikoksiid (NO) ja dilämmastikoksiid (N2O). 62. Mis on redokspotentsiaal? tasakaaluline elektroodipotentsiaal, mis iseloomustab süsteemi oksüdeerivaid või redutseerivaid omadusi. 63. Mis on oksüdatsiooniaste? Määra oksüdatsiooni aste etteantud ühendites. arv, mis näitab aatomi oksüdeerituse astet keemilises ühendis. Lihtainete oksüdatsiooniaste on 0. Liitainetes on kõigi aatomite oksüdatsiooniastmete summa 0. O (hapnik) –II; H (vesinik) I; Püsivad: I – Na, K; II – Mg, Ca; III – Al. Muutuvad: Fe, Ni II või III; Cu, Hg I või II; Sn, Pb II või IV; 65
4 ) (värvus: valge sade) 11. Redoksreaktsioonid Redoksreaktsioonid - Reaktsioonid, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele. Redutseerija - Aine või ioon, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone. Oksüdeerija - Aine või ioon, mis seob elektrone. Oksüdatsiooniaste. - on keemias arv, mis näitab aatomi oksüdeerituse astet keemilises ühendis Elektroodipotentsiaal. - on elektromotoorjõud, mis tekib elektrokeemilise elemendi – galvaanielemendi – mõõdetaval elektroodil standardvesinikelektroodi suhtes. Metallide pingerida - Metallelektroodide rida, järjestatuna E0 kasvu järg Galvaanielement - on seadis, milles redoksreaktsioonide tulemusena tekib elektromotoorjõud, keemiline energia muundub elektrienergiaks. Anood - Galvaanielemendi osa, kus toimub oksüdeerimine Katood
10400-11000, mootorikütus (diisel) 10000-10700; bensiin 10450-11250; toiduõli 7400 Mehaaanoeemia Ainete aktiveerimine mehaanilise energia abil. Kasutatakse järgmisi metoodikaid: 1. ainete põhiliselt pulbritena, töötlemine valtsveskis suure surve all 2. ainete pulbrid, vedelikud töötlemine löökveskis Elektrokeemia Uurib ja tegeleb keemiliste protsessidega, mille käigus saab elektrivoolu ja millised toimuvad elektrivoolu toimel. Elektroodipotentsiaal keskkonna ja metalli vahel tekkiv teatav potentsiaalide vahe (võib olla nii positiivne kui negatiivne ei saa mõõta) Galvaanielement seade, milles redoksreaktsiooni tulemusena tekib elektrivool (näiteks vask- ja tsinkplaat lahuses, ühendatud juhtmetega) Kõikide metallide elektrokeemiline korrosioon toimub suuremas osas galvaani elemendina. Standardpotentsiaal galvaanielemendi elektromotoorjõud, milles üheks elektroodiks on vesinikelektrood, teiseks uuritav elektrood
+ - Ag + e = Ag Cu 2e = Cu - 2+ 3+ - 2+ Fe + e = Fe 2Cl- -2e = Cl2 - - + + NO3 + 10H + 8e- = NH4 + 3H2O Fe - 2e = Fe 2+ - 3+ 43. Elektroodpotentsiaal, definitsioon. Elektroodipotentsiaal on pinge metalli ja elektrolüüdi vahel. Näitab, mil määral erineb elektrokeemilise ahela kontsentratsioon tasakaalukonstandist. 44. Nernsti võrrand. 45. Elektroodi standardpotentsiaal. Elektroodi standardpotentsiaal E0 Standardpotentsiaal defineeritakse standardse vesinikelektroodi kui ANOODI suhtes ehk kui redutseerumisreaktsiooni potentsiaal. Standardpotentsiaalidest Eº saab moodustada metallide elektrokeemilise pingerea, millest lähtudes
10400-11000, mootorikütus (diisel) 10000-10700; bensiin 10450-11250; toiduõli 7400 Mehaaanoeemia Ainete aktiveerimine mehaanilise energia abil. Kasutatakse järgmisi metoodikaid: 1. ainete põhiliselt pulbritena, töötlemine valtsveskis suure surve all 2. ainete pulbrid, vedelikud töötlemine löökveskis Elektrokeemia Uurib ja tegeleb keemiliste protsessidega, mille käigus saab elektrivoolu ja millised toimuvad elektrivoolu toimel. Elektroodipotentsiaal keskkonna ja metalli vahel tekkiv teatav potentsiaalide vahe (võib olla nii positiivne kui negatiivne ei saa mõõta) Galvaanielement seade, milles redoksreaktsiooni tulemusena tekib elektrivool (näiteks vask- ja tsinkplaat lahuses, ühendatud juhtmetega) Kõikide metallide elektrokeemiline korrosioon toimub suuremas osas galvaani elemendina. Standardpotentsiaal galvaanielemendi elektromotoorjõud, milles üheks elektroodiks on vesinikelektrood, teiseks uuritav elektrood
Mida positiivsem on standardpotentsiaal, seda tugevam on vastavas poolreaktsioonis elektroni liitmise tendents – tegemist on tugeva oksüdeerijaga. Mida negatiivsem on standardpotentsiaal, seda tugevam on vastavas poolreaktsioonis elektroni loovutamise tendents – tegemist on tugeva redutseerijaga. 54. Redokspotentsiaal. Nernsti võrrand. Redokspotentsiaal kui reaktsiooni suuna kriteerium. Redoksprotsessid eluslooduses. Nernsti võrrand Redokspotentsiaal on tasakaaluline elektroodipotentsiaal, mis iseloomustab süsteemi oksüdeerivaid või redutseerivaid omadusi. Kui süsteemi redokspotentsiaal on negatiivne, domineerivad redutseerivad omadused, kui positiivne, siis domineerivad oksüdeerivad omadused. Redokspotentsiaalide abil on võimalik arvutada redoksreaktsiooni Gibbsi energia muut, mis omakorda võimaldab määrata reaktsiooni iseenesliku kulgemise suunda. Nt fotosüntees on redoksprotsess. 55. Mis on korrosioon? Kuidas selle vastu võidelda?
peab ühel ja teiselpool võrdusmärki olema ühepalju. _ Võrdsustamiseks asetatakse lähteainete ja saaduste ette koefitsiendid. _ Tasakaalustamine elektronide bilansi meetodil: Elektrokeemia Redoksreaktsioonides toimub elektronide üleminek ühelt elemendilt teisele vastavalt oksüdatsioon (elektronide liitmine) ja reduktsioon (elektronide loovutamine). _ Ainete oksüdeerimis-ja redutseerimisvõime kvantitatiivseks iseloomustamiseks kasutatakse elektrokeemilisi redokspotentsiaale E (ka elektroodipotentsiaal) elektronide üleminekule (o.a. muutusele) vastab elektriline potentsiaal, mis näitab elektronide liitmise võimet. _ Redokspotentsiaalide abil on võimalik arvutada redoksreaktsiooni Gibbsi energia muut, mis omakorda võimaldab määrata reaktsiooni iseenesliku kulgemise suunda Elektroodid on põhimõtteliselt laenguga plaadikesed (pulgakesed) _ Anoodil toimub alati oksüdeerumine ehk elektronide loovutamine _ Katoodil toimub alati redutseerumine ehk elektronide liitmine
läbiviimisega ja kõige sellega seonduvaga. Elektrokeemilised meetodid võimaldavad elektriliste mõõtmiste põhjal jälgida keemilise reaktsiooni kulgu või ioonide kontsentratsioone lahustes. Redoksreaktsioonides toimub elektronide üleminek ühelt elemendilt teisele vastavalt oksüdatsioon (elektronide liitmine) ja reduktsioon (elektronide loovutamine). Ainete oksüdeerimis-ja redutseerimisvõime kvantitatiivseks iseloomustamiseks kasutatakse elektrokeemilisi redokspotentsiaale E (ka elektroodipotentsiaal) elektronide üleminekule (o.a. muutusele) vastab elektriline potentsiaal, mis näitab elektronide liitmise võimet. Redoksreaktsioonide osatähtsus organismide elutegevuses ja kogu biosfaaris on väga suur. · Fotosüntees on paljuastmeline protsess, mille käigus toimub süsihappegaasis sisalduva süsiniku taandumisreaktsioon ning tekivad keerukad orgaanilised ühendid, nt. fruktoos: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Muutused metallides, liikudes tabelist alt ülesse: · aktiivsus suureneb; · annavad elektrone kergemini, et positiivseid ioone moodustada; · roostetavad või tuhmuvad kergemini; · vajavad rohkem energiat (ja erinevaid meetodeid), et oma maagist eralduda; · muutuvad tugevamateks redutseerijateks. Redokspotentsiaal ehk oksüdatsioonipotentsiaal[viide?] (lühendatult või tähisena sageli rH) on tasakaaluline elektroodipotentsiaal, mis iseloomustab süsteemi oksüdeerivaid või redutseerivaid omadusi[1]. Kui süsteemi redokspotentsiaal on negatiivne, domineerivad redutseerivad omadused, kui positiivne, siis domineerivad oksüdeerivad omadused. Igal elemendil/ühendil on temale omane redokspotentsiaal, kusjuures mida positiivsem (kõrgem) on elemendi/ühendi redokspotentsiaal seda kõrgem on tema afiinsus elektronide suhtes ehk võime redutseeruda
*Metalle sisaldava vee omadused: 2+ 3+ 6+ 3+ Fe lahustub vees, Fe vähelahustuv (Fe(OH)3), Cr kantserogeenne, Cr vajalik biometall Redokspotentsiaal Redoksreaktsioonides toimub elektronide üleminek ühelt elemendilt teisele vastavalt oksüdatsioon ja reduktsioon. Ainete oksüdeerimis-ja redutseerimisvõime kvantitatiivseks iseloomustamiseks kasutatakse elektrokeemilisi redokspotentsiaale E (ka elektroodipotentsiaal) elektronide üleminekule (o.a. muutusele) vastab elektriline potentsiaal, mis näitab elektronide liitmise võimet. Redokspotentsiaalide abil on võimalik arvutada redoksreaktsiooni Gibbsi energia muut, mis omakorda võimaldab määrata reaktsiooni iseenesliku kulgemise suunda. Elektroni aktiivsus Elektroni aktiivsus defineeritakse järgmiselt: H2 2H+ + 2 E° = 0 V + Kui H ühikulise kontsentratsiooniga lahuses on tasakaalus H2 rõhul 1 atm on selles keskkonnas elektronide
Kaugusel d1 on potentsiaal võrdne psii-potentsiaaliga Kaugusel d2 on potentsiaal võrdne tseeta-potentsiaaliga Kaugusel l on kaksikkiht lõppenud, sest potentsiaal on jõudnud nulli Järelikult mõeldaks tseeta-potentsiaali all kolloidosakese potentsiaali tollel kaugusel. See kaugus sealjuures piiritleb mitselli välimist piiri. Järelikult on mitselli pinnal tseeta-potentsiaal, graanuli pinnal psii-potentsiaal ja tuuma pinnal elektroodipotentsiaal. Ja nagu näha, ulatub kaksikkiht kolloidosakeste piiridest kaugemalegi. Tseeta-potentsiaal täpne definitsioon on järgmine Libisemispinnale vastavat potentsiaali nimetatakse tseeta potentsiaaliks. Libisemispind on pind, millega difuusne kiht lõpeb (kaksikkiht ei liigu kaasa) Lisandite mõju elektrolüütide liigid Indiferentsetes elektrolüütides puuduvad ioonid, mis võiks astuda kolloidosakese kristallvõresse. Samas võib ioonide seas olla sama vastasioon.
MnO 4- /Mn 2+ ) > >E(Hal 2 /2Hal - ). Järelikult pH = 3 juures oksüdeerib MnO 4- Br - - ja I - -ioone. VI. METALLIDE AKTIIVSUS JA KORROSIOON Metalli sukeldamisel tema soola lahusesse tekib piirpinnal metall/lahus potentsiaalide erinevus, mida nimetatakse elektroodipotentsiaaliks. Elektroodipotentsiaali väärtus sõltub metalli iseloomust, metalli ioonide aktiivsusest lahuses ja temperatuurist. Elektroodipotentsiaal avaldub vastavalt Nernsti võrrandile: RT E = Eo + ln a Me z + , zF (20) milles E o on elektroodi standardpotentsiaal (s.o. potentsiaal tingimustes, kui a Me =1) ja a Me z+ on vastava metalli ioonide aktiivsus lahuses. z+ Elektroodipotentsiaale mõõdetakse tavaliselt vesinikelektroodi standardpotentsiaali suhtes, mille väärtus loetakse võrdseks nulliga.
sajandil. Osa neist (K,Na) on tavalised, kõikjal looduses väga levinud elemendid. Lihtainena on nad kõik väga aktiivsed (kõige aktiivsemad metallid üldse), säilitatakse org. lahustite kihi all, parafiinis või inertgaasi atmosfääris. Metallide pingereas kõige vasakpoolsemad. Järjestus: Li, Cs, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Be Seega üldse kõige negatiivsema elektroodipotentsiaaliga H suhtes – Li(-3,0 V) kõige vähemaktiivne metall – Au (kõige positiivsem elektroodipotentsiaal +2,5 V) Vähemalt 3 kõige kergemat LM (Li, Na, K) on eluslooduses väga olulise tähtsusega (eluliselt vajalikud) organismide vältimatud koostisosad (Li biol. funktsioon pole päris selge) Na, K – väga olulised kõigi rakkude elutegevuses Li – väga mitmekülgne biotoime, kuid tema eluline tähtsus tõestati alles 1980.a. Suuremates kogustes mürgine, mõjub ka psüühikale (Li2CO3 kasutatakse vaimuhaiguste raviks)
annaabi.ee 
