3.Kulonomeetria- toimub lahuse elektrolüüs, põhineb Faraday seadusel 4. Konduktomeetria-mõõdetakse juhtivust, kasutatakse inertseid elektroode, juhtivus on seotud analüüsitava aine kontsentratsiooniga Potentsiomeetrilised meetodid *Analüütilisi meetodeid, mis põhinevad potentsiaali mõõtmisel nimetatakse potentsiomeetrilisteks meetoditeks. *Üldised alused. *Tüüpiline elektrokeemiline ahel potentsiomeetrias: * Võrdluselektrood | soolasild | analüüsitav lahus | indikaatorelektrood Elektrokeemiline ahel Põhimõisted *Võrdluselektrood- teada elektroodpotentsiaaliga Ev, mis ei sõltu analüüsitava aine kontsentratsioonist ega ka ühestki teisest ioonist lahuses; *Võrdluselektrood on alati potentsiomeetrias anoodiks; *Indikaatorelektrood- on alati analüüsitavas lahuses, tema potentsiaal on Ei, mis sõltub analüüsitava aine aktiivsusest;
A katood (K) ja anood (A) õigete laengu märkidega. Cu Zn Na+ NO 3 - b) Näita joonisel noolega elektronide liikumise suund. c) Soolasild täideti NaNO 3 lahusega. Näita noolega katioonide ja anioonide liikumise suund soolasillas. Cu2+ Zn2+ CuSO 4 ZnSO 4 Joonis 10 d) Millise elektroodi (tsingi või vase) mass reaktsiooni käigus suureneb, millise oma aga väheneb? Miks? ......................................................................................................
Standardpotentsiaalidest Eº saab moodustada metallide elektrokeemilise pingerea, millest lähtudes saab ennustada näiteks metalli reaktsiooni vesinikiooniga: negatiivse Eº-ga metallid redutseerivad vesinikioone vesiniku molekuliks (H2), positiivse Eº-ga metallid aga mitte (1 M H+ lahuses). See on termodünaamiline ennustus ja ei pruugi realiseeruda (nt Al, Zn, Cr puhul). 46. Elektrokeemilise ahela skemaatiline esitamine. Katood | katiooni soolalahus || aniooni soolalahus | anood || on soolasild CuCuSO4 (1M) AgNO3 (1M) Ag CuCu2+ (1M) Ag+(1M)Ag 47. Redoksreaktsiooni tasakaalukonstant. 48. Redokstiitrimise kõverad. 49. Titrandi elektroodpotentsiaali mõju tiitrimiskõvera kujule. Koordinaatides: elektroodpotentsiaal E lisatud titrandi ruumala 50. Redoksindikaatorid (üldised ja spetsiifilised). Üldised redoksindikaatorid Inoks + ne = Inred Indikaatori reaktsioon on pöörduv
Elektroodpotentsiaal näitab, mil määral elektrokeemilises ahelas eksisteerivad kontsentratsioonid erinevad nende tasakaalukontsentratsioonidest. Pöörduva poolreaktsiooni korral: aA + bB + ne- = cC + dD Nernsti võrrand: Elektroodi standarpotensiaal: E0 on elektroodide potensiaal,kui lähteproduktidel on konsentratsioon 0.See sõltub reaktsiooni olevate ainete moolide arvust.E0 näitab et reaktsioon toimub spontaalselt. Elektrokeemilise ahela skemaatiline esitamine || - soolasild. Redoksreaktsiooni tasakaalukonstant: Tasakaal on katoodi ja anoodi potensiaalide vahe Redokstiitrimise kõverad: Koordinaatides: elektroodpotentsiaal E lisatud titrandi ruumala · Logaritmiline sõltuvus analüüsitava aine või titrandi kontsentratsiooni ja elektroodpotentsiaal vahel. · Elektroodpotentsiaalid redokstiitrimise süsteemides Redoksindikaatorid: Üldised redoksindikaatorid: Inoks + ne = Inred, Indikaatori reaktsioon on pöörduv.
107. Redoksreaktsioonid, mõiste (osata tasakaalustada redoksreaktsioone). Reaktsioone võib liigitada oksüdatsiooniastme muutuseta ja muutusega kulgevateks reaktsioonideks. Zn + CuSO4 ® ZnSO4 + Cu II 0 Cu2+ + 2e- => Cu oksüdeerija 0 +II Zn - 2e- => Zn2+ redutseerija 108. Galvaanielement, töötamise põhimõte, näide. Tsinkplaat tsinksulfaadi lahuses, vaskplaat vasksulfaadi lahuses, mõlemad anumad ühendatud K2SO4 lahust sisaldava sillaga (soolasild). Zn ja Cu plaadid elektroodid: Zn anood (-), Cu katood (+) Elektronid liiguvad anoodilt katoodile! anood | lahus | soolasild | lahus | katood + (-) Zn(t) | ZnSO4 (aq) | K2SO4küllast. | CuSO4 (aq) | Cu(t) (+) 109. Elektroodpotentsiaalid, standartne elektroodpotentsiaal. 2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu2+ Elektrokeemilise ahela potentsiaal on vahe üksikute elektroodide potentsiaalide vahel E = Ekatood Eanood Pole võimalik mõõta üksiku elektroodi elektromotoorjõudu, tuleb kasutada võrdlust
ja intensiivsel segamisel, millele järgneb segu kuumutamine ~1400oC. Kasutatakse mörtides ja betoonis, et liita inertseid liivaosakeste agregaate seotud massiks Tsinkplaat tsinksulfaadi lahuses, vaskplaat vasksulfaadi lahuses, mõlemad anumad ühendatud K2SO4 lahust sisaldava sillaga (soolasild). 100. Betoon, Portland tsement betoon. Zn ja Cu plaadid elektroodid: Suurte osakestega komposiit, kus nii maatriks kui Zn anood (-), Cu katood (+) dispergeeritud faas on keraamilised materjalid. n Elektronid liiguvad anoodilt katoodile! § Erinevus betooni ja tsemendi vahel: anood | lahus | soolasild | lahus | katood +
~1400oC. Kasutatakse mörtides ja betoonis, et liita inertseid liivaosakeste agregaate seotud massiks Tsinkplaat tsinksulfaadi lahuses, vaskplaat vasksulfaadi lahuses, mõlemad 100. Betoon, Portland tsement betoon. anumad ühendatud Suurte osakestega komposiit, kus nii maatriks kui K2SO4 lahust sisaldava sillaga (soolasild). dispergeeritud faas on keraamilised materjalid. Zn ja Cu plaadid elektroodid: Zn anood (), Cu katood (+) Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O n Elektronid liiguvad anoodilt katoodile! Laadimisvoolu toimel kulgevad mõlemad reaktsioonid vastassuunas. anood | lahus | soolasild | lahus | katood + Järjestikku on tavaliselt
· Elektroodi standardpotentsiaal E0 · Elektroodi formaalpotentsiaal ( ehk tinglik potentsiaal) Ef · Elektrokeemiliste ahelate skeem · CuCuSO4 (1M) AgNO3 (1M) Ag · CuCu2+ (1M) Ag+(1M)Ag · Elektrokeemilise ahela potentsiaal · E = Ekatood - Eanood Negatiivne ahela potentsiaal tähendab et ahel on elektrolüütiline. Positiivne potentsiaal tähendab, et ahel on galvaaniline. Elektroodi standarpotensiaal- standartingimustel? Elektrokeemilise ahela skemaatiline esitamine- || - soolasild. Redoksreaktsiooni tasakaalukonstant- Redokstiitrimise kõverad- Koordinaatides: elektroodpotentsiaal E lisatud titrandi ruumala · Logaritmiline sõltuvus analüüsitava aine või titrandi kontsentratsiooni ja elektroodpotentsiaal vahel. · Elektroodpotentsiaalid redokstiitrimise süsteemides Titrandi elektroodpotensiaali mõju tiitrimiskõvera kujule- Redoksindikaatorid- Üldised redoksindikaatorid: Inoks + ne = Inred, Indikaatori reaktsioon on pöörduv.
Redutseerija on element, mis loovutab elektrone (oksüdatsiooniaste suureneb). Lahusel moodustub positiivne laeng ja metallil negatiivne – seega neil moodustuvad erinevad potentsiaalid – lahuse ja metalli pinnakihtidel tekib potentsiaalide vaheline kaksikkiht. d Galvaani element – vooluallikas mis toimib oma vabaenergia arvel. (skeem 2anumat lahustega, mida ühendab soolasild, ühes tsink, teises vask, elektronide ülekandel, läheb lamp põlema. – anood | lahus | soolasild | lahus | katood +) Reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid liiguvad anoodilt katoodile. Anood on elektrood, millel toimub oksüdatsioonireaktsioon. Katood on elektrood, millel toimub redutseerimisreaktsioon. (elektronid liiguvad ära katoodilt, anood annab elektronid tagasi. Oksudeerumine
IX REDOKSREAKTSIOONID, ELEKTROKEEMIA 101. Keemiliste reaktsioonide liigitus- mittepööratavad ioonreaktsioonid; pööratav. 102. Redoksreaktsioonid- oksüdatsiooniastme muutuseta ja muutusega kulgevateks reaktsioonideks. n Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu II 0 2+ Cu + 2e- Cu oksüdeerija 0 +II Zn - 2e- Zn2+ redutseerija 103. Galvaanielement- Tsinkplaat tsinksulfaadi lahuses, vaskplaat vasksulfaadi lahuses, mõlemad anumad ühendatud KCl lahust sisaldava sillaga (soolasild). 104. Elektroodpotentsiaalid- Elektrokeemilise ahela potentsiaal on vahe üksikute elektroodide potentsiaalide vahel E = Ekatood Eanood Standartne elektroodpotentsiaal- Kõikide teiste elektroodide potentsiaalevesinikelektroodi suhtes samadel tingimustel. 105. Galvaanielemendi elektromotoorjõu leidmine- E0 = E0oks E0red Katood anood E0(Zn2+/Zn) = 0,76 V E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V E0 = 0,34 - (-0,76) = 1,10 V 106
· Biokeemiline oksüdatsioon raku ainevahetus, ensüümreaktsioon, · Metallide tootmine maakidest, · Keemiatööstuse põhiprotsessid, keemilised vooluallikad. Galvaanielement seadis, milles redoksreaktsioonide tulemusel tekib elektromotoorjõud. Reaktsioonid toimuvad anoodilt katoodile. Galvaanielemendi elektromotoorjõud pinge elektroodide vahel. Sõltub elektroodide materjalist, temperatuurist, ioonidest ja nende kontsentratsioonist. Soolasild võimaldab anioonide ja katioonide liikumise lahuste vahel, vajalik, et ring oleks suletud. Anood elektrood, millel toimub oksüdatsioonireaktsioon (Cu -2e=Cu²; 2Cl -e=Cl) Katood elektrood, millel toimub redutseerimisreaktsioon (Ag +e=Ag; Fe³ +e=Fe² ) Galvaanielemendis on pandud elektronide liitmine-loovuamine kulgema erinevates anumates ja elektronid suunatakse liikuma mööda välist ahelat. anood | lahus | soolasild | lahus | katood +
liitium. 89. Galvaanielement, töötamise põhimõte, näide. Galvaanielement - seadis, milles redoksreaktsioonide tulemusel tekib elektromotoorjõud st muudab keemilise reaktsiooni energia vahetult elektrienergiaks. Näiteks: tsinkplaat tsinksulfaadi lahuses, vaskplaat vasksulfaadi lahuses, mõlemad anumad ühendatud KCl lahust sisaldava sillaga (soolasild). Kui lahuses toimub elektronide liitmine-loovutamine tsingi pinnal, siis galvaanielemendis on pandud need protsessid kulgema erinevates anumates ja elektronid sunnitakse liikuma mööda välist ahelat/juhet (metalli) 90. Elektrolüüsi mõiste, näide. 91. Elektrolüüsi kasutamine. 92. Korrosioon: mõiste, liigitus. Korrosioon on materjalide hävimine, mis on tingitud: Ümbritseva keskkonna mõjust (temperatuur, mehaanilised jõud jt.).
– keemiatööstuse toorainete saamiseks, nt NaCl vesilahuse elektrolüüsil saadakse vesinikku, kloori ja naatriumhüdroksiidi: 59. Mis on elektrokeemiline rakk? Millest see koosneb? Laetud osakeste tekitatud elektrivoolu ja potentsiaali (pinge) uurimiseks on vaja tekitada vooluring. Elektrokeemiline rakk on seade mis suudab kas tuleneva elektri energiat keemiliste reaktsioonide või hõlbustada keemiliste reaktsioonide kehtestamise kaudu elektrienergiaks. (wiki). Koosneb: Soolasild – elektrit juhtiv lahus, mis eraldab kahte elektroodiruumi. • Elektrijuhe. • Potentsiomeeter (millivoltmeeter). • Anumad ehk elektroodiruumid. • Lahused, millesse elektroodid on sukeldatud. 60. Lahustumissoojus. Lahustumisentalpia. Lahustumisentroopia. Lahustumissoojus - Soojushulk, mis eraldub või neeldub teatud koguse lahustatava aine (1 mol) lahustumisel teatud koguses lahustis. Lahustumisentalpia - 1 mooli aine lahustumisega kaasnev entalpia muutus.
Elektrokeemilise ahela potentsiaal on vahe üksikute elektroodide potentsiaalide vahel E = Ekatood – Eanood. Kõikide teiste elektroodide potentsiaale vesinikelektroodi suhtes samadel tingimustelnim. standardseteks redokspotentsiaalideks. 110. Galvaanielemendi elektromotoorjõu leidmine (osata arvutada standardpotentsiaalidest). Soolasild (U-toru, küllast. KCl, poolläbilaskvad membraanid) on vajalik selleks, et vooluring oleks suletud - võimaldab anioonide ja katioonide liikumise lahuste vahel. Voolu välisahelas saab galvanomeetriga mõõta, pinget elektroodide vahel nim. galvaanielemendi elektromotoorjõuks. Emj. sõltub elektroodide materjalist, temperatuurist, ioonidest ja nende kontsentratsioonist.
Elektrokeemiline rakk kujutab endast kahest lahusest koosnevat süsteemi, mis on omavahel elektroodide ja soolasilla abil ühendatud nii, et saaks tekkida vooluring. Antud juhul on tegemist ZnSO4 ja CuSO4 vesilahustega ning nendesse vastavalt sukeldatud Zn ja Cu metallelektroodidega. Elektroodid on omavahel ühendatud ühest küljest juhtmete kaudu läbi voltmeetri ja teisest küljest lahustevahelise soolasilla kaudu, moodustades selliselt vooluringi. Soolasild kujutab endast klaastoru, mis on täidetud küllastatud soola lahusega (näiteks KCl küllastatud vesilahus). Soolasild on otstest suletud poorsete plaatidega, mille tõttu ei saa anumates ja soolasillas olevad lahused omavahel seguneda, kuid on võimelised laenguid üle kandma. Joonisel kujutatud elektrokeemilises rakus toimub 3 laengute ülekandmise protsessi: 1. Elektroodides ja juhtmetes liiguvad elektronid tsinkelektroodilt vaskelektroodile. 2. Lahustes toimub ioonide liikumine: a.
annaabi.ee 
