toimub laenguvahetusprotsess uuritava lahuse ja elektroodi vahel. Näitena tuues, kus elektroodiks on metall mis asub oma vähelahustuva soola ja sellega ühist aniooni omava vähelahustuva elektrolüüdi lahuses; nagu hõbe-hõbekloriidelektrood Ag, AgCl/Cl-. Laengu ülekandmine toimub hõbekloriidi koostisse kuuluvate hõbeioonide ja metallillise hõbeda vahel: AgCl + e- Ag + Cl-. Teise elektroodide rühma kuulub ka laialdaselt võrdluselektroodina kasutusel olev kalomelelektrood, kus elavhõbe asub elavhõbe(I)kloriidiga küllastatud KCl lahuses. Elektroodi potentsiaali määrab tasakaal: Hg2Cl2 + e- 2Hg + Cl-. Kalomelelektroode valmistatakse 0,1M, 1M või küllastatud KCl lahusega (antud töös kasutati 2M KCl lahust). Klaaselektroodi kasutatakse põhiliselt vesinikioonide kontsentratsiooni määramiseks. Elektroodiks on õhukeseseinaline (0,06-0,1 mm) klaasmuna, mis on täidetud elektrolüüdi
33. Gaaside lahustuvus vedelikes. Henry seadus. 34. Elektrolüütilise dissotsiatsiooni põhjused. 35. Ostwaldi lahjendusseadus ja dissotsiatsioonikonstandi praktiline määramine elektrijuhtivuse môôtmise abil. 36. pH mõiste. 36.-40 vaata 37. Hüdrolüüs. 38. Puhverlahused. 39 .Ülekandearvud. 40. Konduktomeetriline tiitrimine. Tiitrimiskõverad. 41. Galvaanielemendi elektromotoorjõu arvutamise üldvõrrand. Nernsti võrrand. Kindel. 42. Vesinikelektrood. 42.-45 ei tule. 43. Kalomelelektrood. 44. Kontsentratsioonelemendid. 45.Galvaanielemendi termodünaamika Kirjeldage lihtsamat auru ja vedeliku tasakaalu faasidiagrammi kahekomponendilisele süsteemile kui komponendid ei moodusta aseotroopset segu. Kuidas joonistate diagrammi T-x ja p-x teljestikus. Kuidas oleks komponente teineteisest võimalik eraldada? Kuidas mõista termodünaamika seisukohast temperatuuri? Kuidason saadud absoluutse temperatuuri skaala ja tuletatud absoluutse temperatuuri 0 - punkt? Lähtudes termodünaamika 1
kasutatakse uuritavate elektroodide potentsiaalide arvutamiseks. Arvutamisel tuleb tähele panna, kas uuritav elektrood on elemendis positiivne või negatiive. Näiteks elemendis Ag/AgCl/KCl//KCl//CuSO4/Cu on vaskelektrood positiivne. Elemendi emj. E = Cu Ag/AgCl/KCl , millest Cu = E + Ag/AgCl/KCl. Elemendis Zn/ZnS04//KCl//KCl/AgCl/Ag on kalomelelektrood positiivne, seega E = Ag/AgCl/KCl Zn millest Zn = Ag/AgCl/KCl E sellest tingituna on tabelis B elektroodi potentsiaali avaldis mõõdet = Ag/AgCl/KCl ± Emõõdet Pärast mõõtmist arvutatakse teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega. Potentsiaali ja emj. teoreetilised väärtused arvutatakse Nernsti valemi põhjal, kusjuures normaalpotentsiaalid ja aktiivsustegurid võetakse vastavatest tabelitest. Katseandmed esitatakse järgmiselt. A
kasutatakse uuritavate elektroodide potentsiaalide arvutamiseks. Arvutamisel tuleb tähele panna, kas uuritav elektrood on elemendis positiivne või negatiive. Näiteks elemendis Ag/AgCl/KCl//KCl//CuSO4/Cu on vaskelektrood positiivne. Elemendi emj. E = Cu Ag/AgCl/KCl , millest Cu = E + Ag/AgCl/KCl. Elemendis Zn/ZnS04//KCl//KCl/AgCl/Ag on kalomelelektrood positiivne, seega E = Ag/AgCl/KCl Zn millest Zn = Ag/AgCl/KCl E sellest tingituna on tabelis B elektroodi potentsiaali avaldis mõõdet = Ag/AgCl/KCl ± Emõõdet Pärast mõõtmist arvutatakse teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega. Potentsiaali ja emj. teoreetilised väärtused arvutatakse Nernsti valemi põhjal, kusjuures normaalpotentsiaalid ja aktiivsustegurid võetakse vastavatest tabelitest. Katseandmed ja arvutused:
Igakordsel NaOH lisamisel märgi büreti näit V ml-s ja pH. Arvuta E (mV), korrutades pH 100-ga, arvuta V (ml), E ja E/V. Tiitri kuni teise ekvivalentpunktini. Ka3 on väike, seega ei ole tarvis kolmandat prootonit tiitrida H3PO4-s. Tee graafikud E/V ja E/ V ja leia H 3PO4 kontsentratsioon Cola-joogis. Arvuta Ka1 ja Ka2 graafiku põhjal ning võrdle tulemusi kirjanduse andmetega. Töövahendid: · Ph-meeter · klaaselektrood · kalomelelektrood · magnetsegaja · bürett Reaktiivid: · 0,01 M NaOH lahus · pH 4,01 puhverlahus · pH 9,18 puhverlahus · Cola-jook Leia H3PO4 dissotsiatsioonikonstandid Cola-joogis. Tabel 1. V E V E (Na (pH (Na (pH V, E, V/ V, E, V/ OH pH *10 OH pH *10
negatiivne, st. metalli laeng on negatiivne, lahuse potentsiaal on posiitvne.Vähem altiivsetel metallidel, näiteks vasel, on 0 positiivne: 0= 0o 0R/zF II liiki elektroodid- elektroodid, kus metallelektrood asub selle metalli raskestilahustuvat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustuva soola lahuses. Neid elektroode kasutatakse võrdluselektroodidena. Üheks näiteks on hõbe-hõbekloriidelektrood Ag|AgCl, Cl-|| Teiseks näiteks II liiki elektroodist on kalomelelektrood KCl||Hg2Cl2|Hg Kalomelelektroodi potentsiaali määrab tasakaal: Hg2Cl2 + 2e-= 2Hg + 2Cl- Kalomelelektroodi potentsiaal sõltub Cl-- ioonide aktiivsusest lahuses: kal=0kal + RT/F ln acl-Kontsentratsioonielementides on kumbagi elektroodi materjal üks ja sama, kuid erinevus seisneb kas lahuse või elektoodmaterjali (erineva aktiivsusega amalgaamelektroodid) kontsentratsioonides (aktiivsustes). Erinevate lahuste aktiivsuste korral avaldub kontsentratsioonielemendi EMJ
potentsiaal on posiitvne. Vähem altiivsetel metallidel, näiteks vasel, on positiivne: VII. Elektrokeemilise elemendi termodünaamika - VII. II liiki elektroodid II liiki elektroodid- elektroodid, kus metallelektrood asub selle metalli raskestilahustuvat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustuva soola lahuses. Neid elektroode kasutatakse võrdluselektroodidena. Üheks näiteks on hõbe-hõbekloriidelektrood Teiseks näiteks II liiki elektroodist on kalomelelektrood Kalomelelektroodi potentsiaali määrab tasakaal: Kalomelelektroodi potentsiaal sõltub Cl--ioonide aktiivsusest lahuses: VIII. Kontsentratsioonielemendid Kontsentratsioonielementides on kumbagi elektroodi materjal üks ja sama, kuid erinevus seisneb kas lahuse või elektoodmaterjali (erineva aktiivsusega amalgaamelektroodid) kontsentratsioonides (aktiivsustes). Erinevate lahuste aktiivsuste korral avaldub kontsentratsioonielemendi EMJ valemitega või kusjuures > ja > .
Instrumentaalanalüüs Potentsiomeetriline tiitrimine POT Töö teostaja: Õpilaskood: Õpperühm: Jekaterina Bazanova 093781YASB YASB21 Õppejõud: Aini Vaarmann 1 võrdluselektrood (kalomelelektrood) 2 indikaatorelektrood (klaaselektrood) 3 bürett töölahusega (teatud kontsentratsiooniga) 4 registraator (pH-meeter, ionomeeter j.t.) Teooria:
eemaldada proovist CO2. Jahutada ja lahjendada proov 100 ml mõõtkolvis dest. H 2O-ga märgini, s.o. 100 ml-ni. · Määrata NaOH täpne kontsentratsioon. · Mõõta Cola-joogi pH ning tiitrida 0,5 ml kaupa NaOH lahusega. Igakordsel NaOH lisamisel märgita büreti näit V ml-s ja pH. Arvutada E (mV), korrutada pH 100-ga, arvutada V (ml), E ja E/V. Tiitrida tuleb teise ekvivalentpunktini. Töövahendid: · Ph-meeter · klaaselektrood · kalomelelektrood · magnetsegaja · bürett Reaktiivid: · 0,01 M NaOH lahus · pH 4,01 puhverlahus · pH 9,18 puhverlahus · Cola-jook Leia H3PO4 dissotsiatsioonikonstandid Cola-joogis. Katse tulemused: V (NaOH E (pH*100), E/V, büreti näit), pH V, mL E, mV mV mV/mL mL 0,0 2,20 220
4. Vesinikelektrood Vesinikelektrood on katioonide suhtes pöörduvalt töötav elektrood, selle kandjaks on tavaliselt plaatinaelektrood, mille pind on absorbtsioonivõime tõstmiseks kaetud plaatinamusta kihiga. Niisuguse elektroodi sukeldamisel vesinikuga küllastunud ja vesinikioone sisaldavasse lahusesseomandab ta kindla potentsiaali, mis iseloomustab tasakaalu elektroodil absorbeerunud vesiniku ja lahuses olevate vesinikioonide vahel. 5. Kalomelelektrood Kasutatakse võrdluselektroodina, kujutab endast elavhõbekloriidi kalomeliga küllastunud KCl lahuses. Kalomelelektrood põhineb reaktsioonil elavhõbeda ja elavhõbe-kloriidi vahel. The aqueous phase in contact with the mercury and the mercury(I) chloride (Hg 2Cl2, "calomel") is a saturated solution of potassium chloride in water. The electrode is normally linked via a porous frit to the solution in which the other electrode is immersed. This porous frit is a salt bridge. 6
Lahtirebinud tilga asemel hakkab moodustuma uus tilk (korduv protsess). Tilga iga on 3-5 sek. Pidevalt uueneva elavhõbedatilga kasutamine elektroodina tagab elektroodi pinna puhtuse ja ühetaolisuse. Mittepolariseeriva elektroodi (elavhõbedakihi) pind on mitu tuhat korda suurem elavhõbedatilga pinnast. Väikese voolutiheduse tõttu elavhõbedakihi potentsiaal praktiliselt ei muutu. Suurepinnalise elavhõbeelektroodi asemel võib kasutada ka mõnda teist mittepolariseerivat elektroodi (näit. kalomelelektrood). Elektroodid on ühendatud pingejaguri kaudu välise vooluallikaga ning neile rakendatavat pinget suurendatakse alates nullist kuni teatud väärtuseni, mis sõltub lahuse koostisest. Voolutugevuse olenevust pingest jälgitakse tundliku galvanomeetriga. Elektroodidele rakendatakse pinge V, mis kulub elektroodide polariseerimiseks ja elektrolüüdilahuse oomilise takistuse ületamiseks vastavalt võrrandile: V
kasutatakse selleks klaaselektroodi), ja teist võrdluselektroodi, mille potentsiaal H+-ioonide kontsentratsioonist ei sõltu (näiteks kalomelelektrood). · Mõõtes nende kahe elektroodi potentsiaalide vahet, saab suuruse, mis on otseses sõltuvuses H+-ioonide kontsentratsioonist.
elektroodreaktsioonist osavõtvate komponentide aktiivsused on võrdsed ühega. Väärtused on leitavad käsiraamatutes. Aktiivsetel metallidel on 0 negatiivne, väheaktiivsetel vastupidi. II liiki elektroodid: metallelektrood asub selle metalli raskestilahustavat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustva soola lahuses. Neid elektroode kasutatakse võrdluselektroodidena. Hõbe-hõbekloriidelektrood (Ag|AgCl,Cl-||), kalomelelektrood (KCl|| Hg2Cl2|Hg) Kontsentratsioonielemendid: Mõlema elektroodi materjal on sama, kuid erinevus seisneb lahuse või elektroodmaterjali aktiivsuse. Erinevate lahuste aktiivsuste korral avaldub kusjuures a2>a1 FK19 laboratoorse töö teoreetiline osa: Keemiline kineetika Kineetika põhipostulaat: aA+bB=dD+eE Keemilise reaktsiooni kiirus antud ajamomendil on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonidega, millised on tõstetud teatud astmetesse
R universaalne gaasikonstant, 8,314 J/(K·mol) F Faraday konstant, 96485 C/mol T temperatuur, K n määratava iooni laengu absoluutväärtus või reaktsioonis osalevate elektronide arv a potentsiaali määratava iooni aktiivsus. Esimesse rühma kuuluvad gaasielektroodid, millest tuntuimaks on vesinikelektrood. Teise rühma kuulub ka laialdaselt võrdluselektroodina kasutusel olev kalomelelektrood, kus elavhõbe asub elavhõbe(I)kloriidiga küllastatud KCl lahuses. Ioonvahetuslike omadustega membraanelektroodi potentsiaal oleneb membraani ja lahuse vahelise ioonivahetusprotsessi tasakaalust. Kõige tuntumaks membraanelektroodiks on klaaselektrood. Ioonselektiivsed elektroodid. Elektroodid on kas homogeense või heterogeense membraaniga. Laialdaselt kasutatakse näiteks LaF3 kristallist membraanelektroode. Gaasitundlikud elektroodid Kirjeldage pH elektroodi tööpõhimõtet
KH ei 37. Hüdrolüüs. RT a H 2 H + H 2 = ,H0tugevhape + HOH HOH + H + .sool .on : nõrkalus 2 + ln A - + HOH HA + OH - sool .on : tugevalus, nõrkhape F p 1H/ 22 43. Kalomelelektrood. H + + A - + HOH HA + HOH .nõrkalus Aegeli võetakse võrdluselektroodiks kalomelektrood, mis , nõrkhape kujutab endast : tekib elavhõbeelektroodi .neutr kalomeliga .lahus
kontsentratsiooni teiste ainete juuresolekul. · Potentsiomeetria korral koosneb elektrokeemiline rakk kahest elektroodist, potentsiomeetrist ja uuritavast lahusest. · Elektroode nimetatakse võrdluselektroodiks ja indikaatorelektroodiks. süsteemi (millest koosneb, mis on elektroodide erinevused) · Joonisel kujutatud susteem on moeldud vesinikioonide kontsentratsiooni mootmiseks lahuses. · Kujutatud susteemis toimuvad mootmised kalomelelektroodi suhtes, st. Kalomelelektrood on võrdluselektroodiks. · Indikaatorelektroodiks on antud juhul vesinikioonide suhtes tundlik klaaselektrood. 27. Mis on standardpotentsiaal? Kuidas on seotud standardpotentsiaalid ja oksüdeerijadredutseerijad? Standardpotentsiaal defineeritakse standardse vesinikelektroodi kui ANOODI suhtes ehk kui redutseerumisreaktsiooni potentsiaal. · Mida positiivsem on standardpotentsiaal, seda tugevam on vastavas poolreaktsioonis elektroni liitmise tendents tegemist on tugeva oksüdeerijaga.
membraaniga elektroodid; vedelikmembraaniga elektroodid. Võrdluselektroodi potentsiaal ei sõltu analüüdi sisaldusest uuritavas lahuses. Kokkuleppeliselt on võrdlus-elektrood potentsiomeetrias alati anoodiks. Täpselt teada oleva konstantse potentsiaaliga, potentsiaal ei sõltu analüüsitava lahuse kontsentratsioonist. Robustne ja lihtsalt valmistatav . Potentsiaal peab olema konstantne, kui elektroodi läbivad väikesed voolud. Enamkasutatud on kalomelelektrood Hg|Hg2Cl2(küllast.),KCl(x M) x=0.1, 1 või 4.6; Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl- . Lihtsalt valmistatav aga suhteliselt suur sõltuvus temperatuurist. Hõbe-hõbekloriid elektrood Ag|AgCl(küllast.),KCl(küllast.) AgCl + e- = Ag + Cl-. pH meeter või ioon selektiivne elektrood Na+ või K+ määramiseks. Näide vastavast mõõtesüsteemist: pH-meeter. 90. Võrdluseletroodi ehitus. Hõbe-hõbekloriidelektrood.
annaabi.ee 
