2) ja 3) galvaanielementidele, mis koosnevad ühest uuritavast elektroodist (poolelemendist) ja võrdluselektroodist (kalomel- või hõbehõbekloriidelektroodist). Kahe viimase galvaanielemendi elektromotoorjõudu ja võrdluselektroodi potentsiaali 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
2) ja 3) galvaanielementidele, mis koosnevad ühest uuritavast elektroodist (poolelemendist) ja võrdluselektroodist (kalomel- või hõbehõbekloriidelektroodist). Kahe viimase galvaanielemendi elektromotoorjõudu ja võrdluselektroodi potentsiaali 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
Galvaanielement seadis, kus redoksreaktsioonis redutseerimis- ja oksüdeerimisreaktsioonide tulemusena vabaneva energia (saadakse erinevate potentsiaalidega elektroodide ühendamisel) arvel tekib elektrivool => keemilise reaktsiooni energia muudetakse elektrienergiaksAnoodil (tsinkelektrood): Zn oksüdeerimine Aktiivsem metall oksüdeerub ehk loovutab elektrone ehk läheb lahusesse. Oksüdeerumisprotsessi tõttu on ta anood ning talle tekib elektronide liig (negatiivne laeng) Katoodil (vaskelektrood): Cu redutseerumine Need liigsed elektronide suunatakse edasi katoodile, milleks on vähemaktiivsem metall. Selle pinnal liidavad tema ioonid elektrone ehk redutseeruvad, sadestudes lihtainena. Et seal elektrone ioonide poolt seotakse, on katoodil positiivne laeng. Gibbsi energia muut määrab reaktsiooni toimumise suuna/spontaansuse. Iseeneslikult toimub reaktsioon kui E > 0 G < 0. Seega kulgeb redoksreaktsioon suunas, kus kõrgema redokspotentsiaaliga
1.2.2. Survekeevitus Punktkontaktkeevitus (punktkeevitus) Punktkontaktkeevituse puhul pannakse keevitatavad detailid teineteise peale. Koostatud ja märgitud metall-lehed paigutatakse kahe vaskelektroodi vahele, millesse juhitakse vool. Elektroodide vahel metall kuumeneb ja kokkusurumisel keevitub ühes punktis. Selliselt keevitatakse õhukesest metallist detaile autode, reisivagunite ja lennukite tootmisel ning majapidamisriistade valmistamisel. 1. Vaskelektrood 2. Keevitatavad detailid Sele 1. 5. Punktkeevitus 9 Joonkontaktkeevitus (joonkeevitus) Joonkontaktkeevituse puhul surutakse keevitatavad detailid kokku pöörlevate elektroodide (rullide) abil, millest lastakse läbi vool metalli kuumutamiseks ja sulatamiseks. Vool võib olla pidev või lühiajaliste im- pulssidena
Polaarsust tuleb silmas pidada ka galvaaniahela koostamisel võrdluselektroodi abil. Kahe viimase galvaanielemendi mõõdetud elektromotoorjõudu ja võrdluselektroodi standardpotentsiaali väärtust kasutatakse uuritavate elektroodide potentsiaalide arvutamiseks. Arvutamisel tuleb tähele panna, kas uuritav elektrood on elemendis positiivne (katood) või negatiivne (anood) elektrood. Näiteks elemendis Ag/AgCl/KCl // KCl// CuSO4/Cu on vaskelektrood katoodiks (mille alusel hinnatakse?) Elemendi emj. E = φkatood – φanood = φCu – φAg/AgCl/KCl millest φCu = φAg/AgCl/KCl + E Elemendis Zn/ZnSO4 //KCl// KCl/AgCl/Ag on katoodiks hõbe-hõbekloriidelektrood E = φkatood – φanood = φAg/AgCl/KCl – φZn φZn = φAg/AgCl/KCl – E Pärast mõõtmisi arvutatakse Nernsti võrrandit kasutades potentsiaalide ja emj. teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega
............................................... *f) Kirjuta katoodil ja anoodil toimuvate oksüdeerumis- ja redutseerumisreaktsioonide võrrandid. Katoodil: ............................... Anoodil: ................................ 14 34. Vaata joonist 10 ja vali loetelust õige vastus. Vask-tsinkelement lõpetab töö siis, kui ...................................................... . Vastused: a) lahusest on otsa saanud Zn2+-ioonid ning vaskelektrood on ära kulunud b) lahusest on otsa saanud Cu2+-ioonid ning tsinkelektrood on ära kulunud c) lahusest on otsa saanud nii Cu2+-ioonid kui ka Zn2+-ioonid 35. Leia jooniselt 11 kolm viga. A Vead on järgmised: A K (+) ()
Elektriline kaksikkiht mittepolariseeritaval elektroodil. Paigutame metalli tema enda soola lahusesse, näiteks (Zn/Zn2+ või Cu/Cu2+). Metalli ioonide keemiline potentsiaal metalli- ja lahuse faasis on erinev. Sellel põhjusel hakkavad metalli ioonid läbi piirpinna minema üle sellesse faasi, milles nende keemiline potentsiaal on madalam. Kuna ioonid on elektriliselt laetud, siis selline üleminek põhjustab faaside laadumise. Oletame, et Cu2+ ioonid liikusid lahusest vase pinnale. Metalne vaskelektrood omandab sellisel juhul positiivse laengu. Saanud positiivse laengu, tõmbab vaskelektrood lahusest faaside eralduspinnale anioone, millised püüavad neutraliseerida vaskelektroodi positiivset laengut. Elektrostaatilise külgetõmbe tõttu koguneb ka metalli positiivne laeng metalli pinnale ja seetõttu moodustubki faaside piirpinnal kaks laengukihti, nii nagu see toimub näiteks kondensaatoril. Elektriline kaksikkiht polariseeritaval elektroodil. Polariseeritaval elektroodil toimub laetud
Paigutame metalli tema enda soola lahusesse, näiteks (Zn/Zn2+ või Cu/Cu2+), esineb keemiline potentsiaal. Metalli ioonide keemiline potentsiaal metalli- ja lahuse faasis on erinev. Sellel põhjusel hakkavad metalli ioonid läbi piirpinna minema üle sellesse faasi, milles nende keemiline potentsiaal on madalam. Kuna ioonid on elektriliselt laetud, siis selline üleminek põhjustab faaside laadumise. Oletame, et Cu2+ ioonid liikusid lahusest vase pinnale. Metalne vaskelektrood omandab sellisel juhul positiivse laengu. Saanud positiivse laengu, tõmbab vaskelektrood lahusest faaside eralduspinnale anioone, millised püüavad neutraliseerida vaskelektroodi positiivset laengut. Elektrostaatilise külgetõmbe tõttu koguneb ka metalli positiivne laeng metalli pinnale ja seetõttu moodustubki faaside piirpinnal kaks laengukihti, nii nagu see toimub näiteks kondensaatoril. Elektriline kaksikkiht polariseeritaval elektroodil
vabaneva energia (saadakse erinevate potentsiaalidega elektroodide ühendamisel) arvel tekib elektrivool => keemilise reaktsiooni energia muudetakse elektrienergiaks Galvaanielement _ Element koosneb kahest vastavasse elektrolüüdilahusesse paigutatud elektrodist _ Elektrodid on omavahel ühendatud metalljuhtmega _ Elektrolüüdilahused on ühendatud elektrolüüdisillaga Anoodil (tsinkelektrood): Zn oksüdeerimine Katoodil (vaskelektrood): Cu redutseerumine Elektroodipotentsiaalide vahet (pinge elektroodide vahel) nimetatakse galvaanielemendi elektromotoorjõuks Gibbsi energia muut määrab reaktsiooni toimumise suuna/spontaansuse. Juhul, kui ei ole tegemist standardtingimustega, tuleb arvestada elektroodipotentsiaalide ja vastavalt elektromotoorjõu sõltuvust temperatuurist ja kontsentratsioonidest. Standardpotentsiaalide kasvu järjekorras paigutatud metallelektroodid moodustavad metallide pingerea.
2H+ + 2e H2 ehk 2 H3O+ + 2e- H2 + 2 H2O E (standard) = 0 . Elektrokeemilises elemendis elektronid voolavad suurema negatiivsema potensiaaliga poolelemendilt positiivsemale poolelemendile (meenuta metallide pingerida, negatiivsemale poolelemendile vastab positiivsem vabaenergia väärtus, vt.allpool), näit. tsingilt vasele (tsinkelektrood – katood – lahustub, andes ioone, ta funktsioneerib kui taandaja, vaskelektrood – anood - kasvab, temale sadeneb lahusest vask, ta funktsioneerib kui oksüdeerija). Elementide elektrokeemilised potensiaalid on toodud vastavais tabeleis. Aine on seda tugevmam oksüdeerija, mida positiivsem on ta E väärtus. Kõige tugevamad oksüdeerijad on muide floor ( E = 2,87) ja osoon ( E = 2,07) ning vastupidi – parimad taandajad omavad negatiivseid E väärtusi (kus E on taandav potensiaal ERed).
Tsingi pinnalt liiguvad aatomid lahusesse, elektronid jäävad elektroodile ja liiguvad läbi välisjuhtme vaskelektroodile. Vase pinnalt eraldub keskkonda vesinik. Reak.id: Zn=Zn2++2e (oksüdeerumine); 2H++2e=H2 (redutseerimine). Volta GE annab elektrivoolu niikaua, kuni tsink on hävinud. Volta GE on mittepööratav. Volta GE on näiteks patarei, mis tühjenedes ära visatakse. (JOONIS!!). Jacobi GE: tsink elektrood on Znsulfaadi lahuses ja vaskelektrood on vasksulfaadi lahuses. Lahused on eraldatud poorse vaheseinaga, elektroodid on omavahel elektriliselt ühendatud. Vaskioonid eralduvad lahusest plaadile ning viimane omandab positiivse laengu, tsinkplaadilt eralduvad ioonid lahusesse, mistõttu elektrood omandab neg. Laengu. Tsink ja vask elektroodide vahele tekib elektrivool, kusjuures tsink on neg-ks elektroodiks (anood) ja vask on pos.ks elektroodiks (katood). Reaktsioonid: Katoodil – Cu2++2e=Cu (reduts.); anoodil Zn=Zn2++2e (oksüd.)
annaabi.ee 
