1)*elektrivool laetud osakeste suunatud liikumine *Elektrivool metallides - vabade elektronide suunatud liikumine. Metallide elektrijuhtivust nim. elektronjuhtivuseks. *ioon laetud aatom *Elektrivool elektrolüüdides - ioonide suunatud liikumine. Elektrolüütide elektrijuhtivust nim ioonjuhtivuseks. (elektroodid(söepulgad) 1.katood-negatiivne, positiivsed ioonid suunduvad sinna; 2. anood-positiivne, negatiivsed ioonid suunduvad sinna) *Elektrivool gaasides ehk gaaslahendus elektronide ja ioonide suunatud liikumine, seega esineb gaasides nii elektron-, kui ka ioonefektiivsus *elektrivool vaakumis elektrivoolu tekitamiseks vaakumis tuleb sinna viia laetud osakesi, seda on võimalik teha termoemissiooni abil
Galvaanilised: Reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile. Elektrolüütilised: Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat. 99. Sulatatud Soolade elektrolüüs: Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks. Anoodil anioon oksüdeerub: 2Cl--2e-Cl2 Katoodil katioon redutseerub: Na++e-Na. Vesilahuste elektrolüüs: NaCl vesilahuses toimub katoodil mitte Na+ ioonide, vaid vee redutseerumine: 2NaCl + 2H2O Cl2 + H2 + 2NaOH. Näide: 100.Elektrolüüsi kasutamine: Keemiliste ühendite ja lihtainete saamisel. Tööstuses: H,Cl,F ja halogeenide tootmisel; metallide (Na, K, Mg,Al, Ni, Cu) tootmisel ja puhastamisel lisanditest (elektrometallurgia); Õhukeste metallist kattekihtide
elektrokeemiline reaktsioon, mille tulemusena ioonid kaotavad oma laengu ja muutuvad neutraalseteks osakesteks. Katoodil ioonid redutseeruvad, anoodil oksüdeeruvad. Elektrolüüdi lagunemine on võimalik ainult elektrienergia kulutamisega Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda, sest kristallvõre laguneb. Na+ ioonid liiguvad katoodile ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks. Anoodil anioon oksüdeerub: 2Cl- - 2e- = Cl2 (roheline gaas) Katoodil katioon redutseerub: Na+ + e- = Na |*2 1. Elektrolüüsi seadused (Faraday seadused) Elektroodil eraldunud aine mass m on võrdeline elektrolüüti läbinud laenguga Q ja aine elektrokeemilise ekvivalendiga k. m = kIt = kQ I-voolutugevus, n moolide arv, t aeg, F- Faraday arv, const Aine mass m on võrdeline selle aine molaarmassiga M ja pöördvõrdeline reaktsioonist osavõtvate elektronide arvuga z
Elektrolüüs on protsess, kus mittespontaanse keemilise muutuse esilekutsumiseks kasutatakse elektrienergiat. Sulatatud soolade elktrolüüs: Sulatatud NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. Ioonjuhtivuseks Vesilahuste eletrolüüs: NaCl vesilahuses toimub katoodil mitte Na+ ioonide, vaid vee redutseerumine. Na+ ioonid protsessis ei osale. 90% kogu maailma klooritoodangust baseerub sellel protsessil. 1. Pingerea alguse metallid Li kuni Al katoodil ei redutseeru (redutseerub vesi, tekib vesinik); 2. Ülejäänud metallid kuni vesinikuni redutseeruvad paralleelselt vee molekulide redutseerumisega; 3. Vesinikust paremal olevate metallide puhul redutseerub katoodil metall; 4
110. Elektrolüüs: sulatatud soolade ja vesilahuste elektrolüüs, näited. Elektrolüüs on protsess, kus mittespontaanse keemilise muutuse esilekutsumiseks kasutatakse elektrienergiat. Sulatatud soolade elktrolüüs: Sulatatud NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. Ioonjuhtivuseks Vesilahuste eletrolüüs: NaCl vesilahuses toimub katoodil mitte Na+ ioonide, vaid vee redutseerumine. Na+ ioonid protsessis ei osale. 90% kogu maailma klooritoodangust baseerub sellel protsessil. 1. Pingerea alguse metallid Li kuni Al katoodil ei redutseeru (redutseerub vesi, tekib vesinik); 2. Ülejäänud metallid kuni vesinikuni redutseeruvad paralleelselt vee molekulide redutseerumisega; 3. Vesinikust paremal olevate metallide puhul redutseerub katoodil metall; 4
115. Elektrolüüs: sulatatud soolade ja vesilahuste elektrolüüs, näited. Sulatatud soolade elektrolüüs: Sulatatud NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. Ioonjuhtivuseks Vesilahuste eletrolüüs: NaCl vesilahuses toimub katoodil mitte Na+ ioonide, vaid vee redutseerumine. Na+ ioonid protsessis ei osale. 90% kogu maailma klooritoodangust baseerub sellel protsessil. 1. Pingerea alguse metallid Li kuni Al katoodil ei redutseeru (redutseerub vesi, tekib vesinik); 2. Ülejäänud metallid kuni vesinikuni redutseeruvad paralleelselt vee
Anoodiks on Cu ja katoodiks Zn. 114. Elektrolüüs: sulatatud soolade ja vesilahuste elektrolüüs, näited. Sulatatud soolad: Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks. Anoodil anioon oksüdeerub: 2Cl- - 2e- -> Cl2 n Katoodil katioon redutseerub: Na+ + e- -> Na |*2 Soolade elektrolüüs 2Na+ + 2Cl- -> Cl2 + 2Na Selle reaktsiooni DG = +769 kJ, seepärast tuleb reaktsiooni läbiviimiseks kulutada suures hulgas elektrienergiat – teha tööd. Elektrolüüsiprotsessides toodetakse tööstuslikult aktiivseid metalle (leelismetallid, alumiinium). Vesilahuste elektrolüüs:
1.1. Elektroonne ja iooniline juhtivus Elektrivool on välisest elektriväljast põhjustatud elektriliste laengute liikumine. Positiivselt laetud osakesed saavad elektriväljas väljasuunalise kiirenduse ja negatiivselt laetud osakesed kiirenduse vastupidises suunas. Enamikes materjalides on elektrijuhtivus põhjustatud elektronide liikumisest ja seda nimetatakse elektroonseks juhtivuseks. Ioonilise sidemega materjalides on võimalik ka laetud ioonide liikumine materjalis ja seda nimetatakse ioonjuhtivuseks. 7.2. Tahkete ainete tsooniteooria alused Kõikides elektrijuhtides, pooljuhtides ja paljudes isolaatorites esineb vaid elektrooniline juhtivus ja elektrijuhtivuse väärtus sõltub tugevalt juhtivusprotsessist osavõtvate elektronide hulgast. Juhtivusest osavõtvate elektronide arv sõltub aine aatomite elektronide energianivoode asukohast energiateljestikus ja viisist, kuidas need nivood täituvad elektronidega