Elektrokeemia 3 Nullvoolupotenstiaal ¨ Uheks peamiseks galvaanielementi iseloomustavaks suuruseks on nullvoolu- potentsiaal Eg , mis defineeritakse kui: w Eg = zF w --maksimaalne t¨oo¨, mida v~oib saada elemendi t¨oo¨tamisel vabaneva energia kasutamisel; z -- elementaarprotsessis u¨le kanduvate elektronide arv (meie n¨aites z = 2) ; F -- Faraday konstant (¨uhe mooli elektronide laeng kulonites); F = 96485 C/mol. T¨oo¨ w saab t¨aielikult ¨ara kasutada vaid l~opmata aeglase reaktsiooni korral. Kuni viimase ajani kasutati samas t¨ahenduses m~oistet "elektromotoorj~oud", kuid seda peetakse n¨uu¨d ebasoovitatavaks, sest olemuselt ei ole tegemist "j~ouga" (emj-i ei m~oo~deta njuutonites, vaid voltides).
keemilise reaktsiooni läbiviimiseks. Galvaanielement – elektrokeemiline element, milles iseeneslik keemiline protsess tekitab elektrivoolu. Patarei – mitu järjestikku ühendatud galvaanielementi. Anoodil toimub oksüdeerumine, katoodil redutseerumine. Anood ja katood on elektroodid. (galvaani)elemendi potentsiaal – iseloomustab elemendis toimuva reaktsiooni võimet transportida elektrone läbi välise ahela. Mõõdetakse voltides 1V *C = 1J. G = -nFE; n – elementaarprotsessis üle kanduvate elektronide hul (mol); F – Faraday arv (1 mol elektronide laengu absoluutväärtus kulonites: 96485 C/mol; E – elemendi potentsiaal Nullvoolupotentsiaal. Kui element töötab pöörduvalt (st tegelikult elektrivool välist ahelat ei läbi), siis võrdub elemeni potentsiaal selle nullvoolupotentsiaaliga. Standardne nullvoolupotentsiaal (E0): G0 = -nFE0 Primaarpatarei – galvaanielement, millesse lähteained on suletud tootmisel
Redokspotentsiaal Oksüdeerijate ja redutseerijate keemilise aktiivsuse iseloomustajaks on redokspotentsiaal (E), mida väljendab Nernsti võrrand RT a oks E = Eo + ln . (19) zF a red Viimases avaldises E o - standardpotentsiaal, st. elektroodi potentsiaal lahuses, kus a oks = a red ; R - 8,314 J/Kmol; T - temperatuur, K; F - Faraday arv, ~96 500 C/mol; z - redoksreaktsiooni elementaarprotsessis osalevate elektronide arv; a oks - oksüdeeritud vormi (nt. Fe 3+ -iooni) aktiivsus lahuses; a red - redutseeritud vormi (nt. Fe 2+ -iooni) aktiivsus lahuses. Lahjades lahustes, kus 1, võime aktiivsuse võtta võrdseks kontsentratsiooniga. Mida suurem on redokspotentsiaali väärtus, seda tugevam oksüdeerija on oksüdeeritud vorm ja seda nõrgem redutseerija on redutseeritud vorm. Redokspotentsiaalide järgi saame otsustada, kas antud