kahanemine sagedased oksüdeerijad: O2, KMnO4, Cl2, H2O2, konts. H2SO4 keemiline element saab käituda ainult oksüdeerijana, kui ta on oma kõrgeimas oksüdatsiooniastmes (st see saab ainult kahaneda). nt: F2, O3 keemiline element saab käituda ainult redutseerijana, kui ta on oma madalaimas oksüdatsiooniastmes (st see saab ainult kasvada). nt: Ca, Fe nii oksüdeerijate kui redutseerijatena käituvad nt K2SO4, FeSO4, CH3CH2OH poolreaktsioonid – redoksreatsiooni osad, mis iseseisvalt ei eksisteeri. osalevad redutseerija ja oksüdeerija moodustavad redokspaari. Fe2+ (aq) →Fe3+ (aq) + e- redokspaar Fe3+ / Fe2+ Redoksprotsessis osaleb kaks redokssüsteemi (poolelementi), kumbki koosneb mingi elemendi oksüdeeritud vormist (st. oksüdeerijast) ja redutseeritud vormist (st. redutseerijast). Redoksprotsessis reageerivad omavahel ühe redokssüsteemi oksüdeeritud vorm ning teise redokssüsteemi redutseeritud vorm.
Vee kareduse määramine: Vee karedus on tingitud kaltsium ja magneesiumsoolade sisaldusest, mis põhjustavad vähelahustuvate ühendite teket. Vesinikkarbonaatide esinemine vees põhjutab karbonaatse e mööduva kareduse, mille määramiseks tiitritakse vett soolhappe lahusega. Redoksreaktsioonid: Toimub elektronide ülekanne ühelt ainelt teisele. Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ · Oksüdeerija Ce4+ -võtab elektroni · Redutseerija Fe2+ - annab elektroni. · Poolreaktsioonid · Ce4+ + e- = Ce3+ · Fe2+ - e- = Fe3+ Elektrokeemiline ahel: Katood-elektrood,millel toimub redutseerimisreaktsioon Anood-elektrood,millel toimub oksüdatsioonireaktsioon Galvaani- ja elektrolüüsiahel Galvaanilised: Reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile Elektrolüütilised: Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat · Ag elektrood on positiivne anood · Cu elektrood on negatiivne katood
H(I). Reaktsioonivõrrand on keemilisel reaktsioonil toimunud muutuste lühike ja ülevaatlik väljend. Reaktsioonivõrrandis antakse lähteained ja saadused valemitena, kusjuures reaktsioonist osavõtvaid elemente peab ühel ja teiselpool võrdusmärki olema ühepalju. Võrdsustamiseks asetatakse lähteainete ja saaduste ette koefitsiendid. Tasakaalustamine elektronide bilansi meetodil: Leida elemendid, mille oksüdatsiooniaste muutub. Kirjutada välja oksüdeerumise ja redutseerumise poolreaktsioonid. Elektronide tasakaalustamiseks leida ühine kordaja (liidetud ja loovutatud elektronide arvud peavad võrduma). Saadud koefitsiendid kanda võrrandisse. Tasakaalustada ülejäänud reaktsioonivõrrand. Tasakaalustamiseks võib vajadusel lisada vee molekule või vesinikioone happelises keskkonnas. Aluselises keskkonnas võib lisada hüdroksiidioone või vee molekule. Galvaanielement seadis, kus redoksreaktsioonis redutseerimis- ja
Reaktsioonivõrrand on keemilisel reaktsioonil toimunu muutuste lühike ja ülevaatlik väljend. Reaktsioonivõrrandis antakse lähteained ja saadused valemitena, kusjuures reaktsioonist osavõtvaid elemente peab ühel ja teselpool võrdusmärki olema ühepalju Võrdsustamiseks asetatakse lähteainete ja saaduste ette koefitsendid Tasakaalustamine elektronide bilansi meetodil: · Leida elemendid, mille oksüdatsiooniaste muutub · Kirjutada välja oksüdeerumise ja redutseerumise poolreaktsioonid · Elektronide tasakaalustamiseks leida ühine kordaja (liidetud ja loovutatud elektronide arvud peavad võrduma) · Saadud koefitsendid kanda võrrandisse · Tasakaalustada ülejäänud reaktsioonivõrrand · Tasakaalustamiseks võib vajadusel lisada vee molekule või vesinikioone happelises keskonnas. Aluselises keskkonnas võib lisada hüdroksiidioone Võrrandid (tasakaalustamine)
mood üldkareduse. Üldkareduse määramiseks sadestatakse Ca ja Mg ioonid naatriumkarbonaadi ja NaOH lahusega ning tiitritakse lahusesse jäänud leelise liig soolhappega. Ca2+ + CO3 2- = CaCO3 2Mg2+ + 2OH- + CO3 2- = Mg2(OH)2CO3 Kareduse mõõtühikuks on Ca ja Mg ioonide summaarne kontsentratsioon vees. Redoksreaktsioonid- toimub elektronide ülekanne ühelt ainelt teisele. Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ · Oksüdeerija Ce4+ -võtab elektroni · Redutseerija Fe2+ - annab elektroni. · Poolreaktsioonid · Ce4+ + e- = Ce3+ · Fe2+ - e- = Fe3+ Elektrokeemiline ahel Katood reaktsioonid - Elektrood, millel toimub redutseerimisreaktsioon Tüüpilised katoodreaktsioonid: Ag+ + e- = Ag Fe3+ + e- = Fe2+ NO3 - + 10H+ + 8e- = NH4+ + 3H2O Anood reaktsioonid - Elektrood, millel toimub oksüdatsioonireaktsioon Tüüpilised anoodreaktsioonid: Cu 2e- = Cu2+ 2Cl- -2e- = Cl2 Fe2+ - 2e- = Fe3+
Reaktsioonivõrrand on keemilisel reaktsioonil toimunud muutuste lühike ja ülevaatlik väljend. Reaktsioonivõrrandis antakse lähteained ja saadused valemitena, kusjuures reaktsioonist osavõtvaid elemente peab ühel ja teiselpool võrdusmärki olema ühepalju. Võrdsustamiseks asetatakse lähteainete ja saaduste ette koefitsiendid. Tasakaalustamine elektronide bilansi meetodil: 1. Leida elemendid, mille oksüdatsiooniaste muutub. 2. Kirjutada välja oksüdeerumise ja redutseerumise poolreaktsioonid. 3. Elektronide tasakaalustamiseks leida ühine kordaja (liidetud ja loovutatud elektronide arvud peavad võrduma). 4. Saadud koefitsiendid kanda võrrandisse. 5. Tasakaalustada ülejäänud reaktsioonivõrrand. Tasakaalustamiseks võib vajadusel lisada vee molekule või vesinikioone happelises keskkonnas. Aluselises keskkonnas võib lisada hüdroksiidioone või vee molekule. Näide: Redoksreaktsiooni tasakaalustamine happelises keskkonnas Lahused
S 2011/2012 18. Elektrokeemia 11 Nullvoolupotentsiaali arvutamine Summaarse reaktsiooni E leitakse kui elektroodide potentsiaalide vahe: posi- tiivsemast suurusest lahutatakse negatiivsem. Fe/Cu elemendi korral on see 0,37(0,44)=0,81 V. Summaarse reaktsiooniv~orrandi saamiseks p¨oo¨ratatakse oks¨udeerumisreaktsiooni v~orrand u¨mber ja saadud poolreaktsioonid liidetakse. Fe - Fe2+ + 2 e- Cu2+ + 2 e- - Cu Fe + Cu2+ - Fe2+ + Cu Reaktsiooni summaarse nullvoolupotentsiaali p~ohjal saab arvutada reaktsiooni G vastavalt eeltoodud valemile -G = zF Eg . YKI0020 Keemia alused Toomas Tamm 2011
negatiivne oksudatsiooniaste. IV II -IV I CO2 CH4 Mittepolaarne kovalentne side ei anna seotud elementidele laengut. I -I -I I H-CC-H 53. Tuntumad tugevad oksüdeerijad ja redutseerijad. Redoksreaktsioonide tasakaalustamine, osavõrrandid (poolreaktsioonide võrrandid). Redoksreaktsioonide tasakaalustamise pohimote: liidetud ja loovutatud elektronide arvud on vordsed. oksudeerija ja redutseerija maaratakse oksudatsiooniastme muutuse jargi. Poolreaktsioonid on redoksreaktsiooni osad, mis iseseisvalt ei eksisteeri. Poolreaktsioonis osalevad redutseerija ja oksudeerija moodustavad redokspaari. Fe 2+ (aq) Fe 3+ (aq) + e- redokspaar Fe3+ / Fe2+ 54. Mis on standardpotentsiaal? Kuidas on seotud standardpotentsiaalid ja oksüdeerijad (redutseerijad)? Standardpotentsiaal defineeritakse standardse vesinikelektroodi kui ANOODI suhtes ehk kui redutseerumisreaktsiooni potentsiaal. Mida positiivsem on standardpotentsiaal, seda tugevam on vastavas
nii selgelt jälgitavat tiitrimishüpet. Liiga suurtel kontsentratsioonidel tekib sade. Kompleksooni kontsentratsioon valitakse nii, et sadet ei tekiks. 41. Redoksreaktsioonid. Redoksreaktsioon - toimub elektronide ülekanne ühelt ainelt teisele. 4+ 2+ 3+ 3+ Ce + Fe = Ce + Fe 4+ · Oksüdeerija Ce -võtab elektroni 2+ · Redutseerija Fe - annab elektroni · Poolreaktsioonid 4+ 3+ · Ce + e- = Ce 2+ 3+ · Fe - e- = Fe 42. Elektrokeemiline ahel (katood ja anoodreaktsioonid, galvaani- ja elektrolüüsiahel). Redoksreaktsioon elektrokeemilises ahelas + - Ag + e = Ag - 2+ Cu 2e = Cu + 2+ 2Ag + Cu = 2 Ag + Cu Katood - Elektrood, millel toimub redutseerimis- Anood - Elektrood, millel toimub oksüdatsiooni- reaktsioon reaktsioon
Oksüdeerija see juures redutseerub. Tema oksüdatsiooniaste kahaneb. Redoksreaktsiooni toimumiseks loob võimaluse redutseerija ja oksüdeerija otsene või kaudne kontakt (voolu juhtiva aine/materjali vahendusel). 11.Osata tasakaalustada redoksreaktsioone. Võrdsustamiseks asetatakse lähteainete ja saaduste ette koefitsiendid. Tasakaalustamine elektronide bilansi meetodil: *Leida elemendid, mille oksüdatsiooniaste muutub. *Kirjutada välja oksüdeerumise ja redutseerumise poolreaktsioonid. *Elektronide tasakaalustamiseks leida ühine kordaja (liidetud ja loovutatud elektronide arvud peavad võrduma). *Saadud koefitsiendid kanda võrrandisse. *Tasakaalustada ülejäänud reaktsioonivõrrand. *Tasakaalustamiseks võib vajadusel lisada vee molekule või vesinikioone happelises keskkonnas. Aluselises keskkonnas võib lisada hüdroksiidioone või vee molekule. 12. Mis on keemilise reaktsiooni tasakaal? Kuidas seda on võimalik mõjutada?
· Oksüdatsiooniaste määrab d-elementide oksiidide happelis-aluselised omadused: enamik d-elementide oksiide on aluselised; oksüdatsiooniastme kasvades suurenevad happelised omadused, nt CrO on aluseline, Cr2O3 on amfoteerne ja CrO3 on happeline (kroomhappe H2CrO4 anhüdriid) 64. Kuidas on redutseerimisvõime/oksüdeerimisvõime seotud d-elementide erinevate oksüdatsiooniastmetega ühendites? Tooge näide mõne elemendi kohta, tuues ära vastavad poolreaktsioonid. Märkige ära redutseerija ja oksüdeerija ning oksüdatsiooniastmed. 66. Kirjeldage 4. perioodi kuuluvate d-metallide, 11. ja 12. rühmade elementide saamist ning kirjutage vastavad tasakaalustatud reaktsioonivõrrandid.
tasakaalustamine, osavõrrandid (poolreaktsioonide võrrandid). Tuntuimad oksüdeerijad: Cl, Br, O, HNO3, Kaaliumpermanganaat (KMnO4), Kaaliumdikromaat jt. Tuntumad redutseerijad: H, CO, C, metallid, jodiidioonid (I¯), sulfiidiioonid (S²¯) jt. Võrdsustamiseks asetatakse lähteainete ja saaduste ette koefitsiendid. Tasakaalustamine elektronide bilansi meetodil: 1. Leida elemendid, mille oksüdatsiooniaste muutub. 2. Kirjutada välja oksüdeerumise ja redutseerumise poolreaktsioonid (mis element palju liitis/lahutas elektrone). 3. Elektronide tasakaalustamiseks leida ühine kordaja (liidetud ja loovutatud elektronidearvud peavad võrduma). 4. Saadud koefitsiendid kanda võrrandisse. 5. Tasakaalustada ülejäänud reaktsioonivõrrand. 6. Tasakaalustamiseks võib vajadusel lisada vee molekule või vesinikioone happeliseskeskkonnas. Aluselises keskkonnas võib lisada hüdroksiidioone või vee molekule (3. loengu slaidid). 54
a muutus (arvestades indekseid). 3. Korruta elektronvõrrandeid selliste arvudega, et liidetud ja loovutatud elektronide arvud saaksid võrdseteks. Leitud arvud ongi vastavate elementide (ainult nende aatomite, mille oksüdatsiooniaste muutus!) kordajateks. 4. Aseta need võrrandisse vastavate valemite ette. 5. Ülejäänud kordajad leia tavalisel teel. (Jäta viimaseks hapnik, et seda kasutada kontrolliks). Poolreaktsioonid on redoksreaktsiooni osad, mis iseseisvalt ei eksisteeri. Poolreaktsioonis osalevad redutseerija ja oksüdeerija moodustavad redokspaari. Fe 2+ (aq) Fe 3+ (aq) + e- redokspaar Fe3+ / Fe2+ 53. Mis on standardpotentsiaal? Kuidas on seotud standardpotentsiaalid ja oksüdeerijad (redutseerijad)? Standardpotentsiaal defineeritakse standardse vesinikelektroodi kui ANOODI suhtes ehk kui redutseerumisreaktsiooni potentsiaal.
Cr2O3(s) + 2Al(s) Al2O3(s) + 2Cr(l) Mangaani toodetakse aluminotermiliselt pürolusiidist MnO2: 3MnO2(s) + 4Al(s) 3Mn(l) + 2Al2O3(s) Nt: 1) Skandiumoksiid Sc2O3 saadakse hüdroksiidi, nitraadi, oksalaadi jt ühendite termilisel lagundamisel 2) TiO2, FeTiO3, (FeTiO3 + Fe3O4), (CaTiO3) 64. Kuidas on redutseerimisvõime/oksüdeerimisvõime seotud d-elementide erinevate oksüdatsiooniastmetega ühendites? Tooge näide mõne elemendi kohta, tuues ära vastavad poolreaktsioonid. Märkige ära redutseerija ja oksüdeerija ning oksüdatsiooniastmed. 65. Nimetage tuntud ferromagnetilisi d-metalle. 66. Kirjeldage 4. perioodi kuuluvate d-metallide, 11. ja 12. rühmade elementide saamist ning kirjutage vastavad tasakaalustatud reaktsioonivõrrandid. Skandium- Skandium Sc on reaktiivne metall. Reageerib energiliselt veega. Sc3+ ioon on vees tugevalt hüdrateeritud ja tekkiv [Sc(H2O)6]3+ kompleks käitub happena (tugevuselt etaanhappe sarnane).
annaabi.ee 
