Redoxireakciók. Egy anyag csak akkor oxidálódhat, ha a leadott elektronokat egyidejűleg egy másik anyag felveszi

Hasonló dokumentumok
Redoxireakciók. Egy anyag csak akkor oxidálódhat, ha a leadott elektronokat egyidejűleg egy másik anyag felveszi

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

Kémiai alapismeretek hét

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

Általános Kémia, 2008 tavasz

Elektronátadás és elektronátvétel

Gyakorló feladatok. Egyenletrendezés az oxidációs számok segítségével

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

Jellemző redoxi reakciók:

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

2011/2012 tavaszi félév 3. óra

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

ALPHA spektroszkópiai (ICP és AA) standard oldatok

Minőségi kémiai analízis

a réz(ii)-ion klorokomplexének előállítása...

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

Kémiai alapismeretek 11. hét

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

... Dátum:... (olvasható név)

1.ábra A kadmium felhasználási területei

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály C változat

Kémia fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 10. hét

7. Kémia egyenletek rendezése, sztöchiometria

Kémiai energia - elektromos energia

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

O k t a t á si Hivatal

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

1./ Jellemezd az anyagokat! Írd az A oszlop kipontozott helyére a B oszlopból arra az anyagra jellemző tulajdonságok számát! /10

Orvosi Fizika 13. Bari Ferenc egyetemi tanár SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

A standardpotenciál meghatározása a cink példáján. A galváncella működése elektrolizáló cellaként Elektródreakciók standard- és formálpotenciálja

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály A változat

Elektro-analitikai számítási feladatok 1. Potenciometria

XLVI. Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny február 6. * Iskolai forduló I.a, I.b és III. kategória

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Áramforrások. Másodlagos cella: Használat előtt fel kell tölteni. Használat előtt van a rendszer egyensúlyban. Újratölthető.

ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

Áramforrások. Másodlagos cella: Használat előtt fel kell tölteni. Használat előtt van a rendszer egyensúlyban. Újratölthető.

Általános Kémia II gyakorlat I. ZH előkészítő 2016.

9. évfolyam II. félév 2. dolgozat B csoport. a. Arrheneus szerint bázisok azok a vegyületek, amelyek... b. Arrheneus szerint a sók...

Ni 2+ Reakciósebesség mol. A mérés sorszáma

Indikátorok. brómtimolkék

Elektrokémia Kiegészítés a praktikumhoz Elektrokémiai cella, Kapocsfeszültség, Elektródpotenciál, Elektromotoros erı.

29. Sztöchiometriai feladatok

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás IX-X.

1. feladat Összesen 10 pont. 2. feladat Összesen 10 pont

Szalai István. ELTE Kémiai Intézet

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

KÉMIA 10. Osztály I. FORDULÓ

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

KÉMIA. PRÓBAÉRETTSÉGI május EMELT SZINT JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Bemutatkozás, a tárgy bemutatása, követelmények. Munkavédelmi tájékoztatás.


Kémiavizsga 11 Írásbeli minta feladatsor

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013. (III. 28.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Kémiai reakciók Protolitikus reakciók: egyensúlyi állandók

O k t a t á si Hivatal

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2000

Eredeti Veszprémi T. (digitálisan Csonka G) jegyzet: X. fejezet

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

O k t a t á si Hivatal

Kémiai átalakulások. Kémiai átalakulások. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 201

Név: Dátum: Oktató: 1.)

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 9. évfolyam

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Az 2008/2009. tanévi ORSZÁGOS KÖZÉPISKOLAI TANULMÁNYI VERSENY első (iskolai) fordulójának. feladatmegoldásai K É M I Á B Ó L

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK 2003.

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI FELVÉTELI FELADATOK 2004.

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 14 pont

Elektrokémia. Elektrokémia. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2000 (pótfeladatsor)

A ferrát-technológia klórozással szembeni előnyei a kommunális szennyvizek utókezelésekor

Arzenátionok: 1) vizes oldat: gyengén lúgos, vagy semleges 2) H2S: H3AsO4 + H2S = H3AsO3 + S + H2O sárga cs

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

E C D C E B B A E 1 A C D B B D D A A D 2 C E D A B C B C C E 3 C C B B E

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Elektrokémiai gyakorlatok

KÉMIA TANMENETEK osztályoknak

Általános Kémia GY tantermi gyakorlat 1.

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Első alkalomra ajánlott gyakorlópéldák. Második alkalomra ajánlott gyakorlópéldák. Harmadik alkalomra ajánlott gyakorlópéldák

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

1. mintatétel. A) Elektrolízis vizes oldatokban

Oldódás, mint egyensúly

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

EA. Elektrokémia alap mérés: elektromotoros erő és kapocsfeszültség mérése a Daniell cellában, az EMF koncentráció függése

Átírás:

Redoxireakciók Redoxireakció: elektronátadási folyamat Oxidáció: oxigénnel való reakció a szén elégetése, rozsdásodás (a fémek oxidációja) alkohol -> aldehid -> karbonsav elektronleadás (oxidációs szám nő) Fe ++ - e - = Fe +++ 2.J - - 2.e - = J 2 Redukció: oxigén leadás Fémek előállítása oxid érceikből (Fe 3 O 4, Al 2 O 3 ) hidrogénezés olefin -> parafin, margaringyártás elektronfelvétel (oxidációs szám csökken) Fe +++ + e - = Fe ++ J 2 + 2.e - = 2.J - Egy anyag csak akkor oxidálódhat, ha a leadott elektronokat egyidejűleg egy másik anyag felveszi

Redoxireakciók Két elem reakciója Fémek és fémionok reakciója

Redoxireakciók Nemfémek és nemfém ionok reakciója Redoxititrálások: pl. [Fe 2+ ] meghatározása KMnO 4 -gyel MnO 4- + 5.Fe ++ + 8.H + = 5.Fe +++ + Mn ++ + 4.H 2 O

H 1 Li 1 Na 1 K 1 Rb 1 Cs 1 Be 2 Mg 2 Ca 2 Sr 2 Ba 2 Az elemek lehetséges oxidációs számai Sc 3 Ti 4,3 5,4 V 3,2 Y Zr 4 La 3 Hf 4 Nb 4,2 Ta 5 Cr 6,3,2 Mo 6,5, 4,3,2 W 6,5, Mn 7,6, 4,3,2 Tc 7 Re 7,6,4, 2,-1 Fe 2,3 Ru 2,3, 4,6,8 Os 2,3, Co 2,3 Rh 2,3, 4 Ir 2,3, Ni 2 3 Pd 2 4 Pt 2 2 Cu 2 1 Ag 1 Au 3 1 Zn 2 1 Cd 2 Hg 2 1 B 3 Al 3 Ga 3 In 3 Tl 3 1 C -4, 2,4 Si 4 Ge 4 Sn 4,2 Pb 4,2 4,3,2 4,6,8 4,6 Elemi állapot oxidációs szám = 0 Egyszerű ionok oxidációs száma = iontöltés Molekula oxidációs számok összege = 0 Összetett ionok töltése = oxidációs számok összege N -3,3, 5,4,2 P -3,3, 5,4 As -3,5 Sb -3, 3,5 Bi 3,5 O -2 S -2,2, 4,6 Se -2 4,6 Te -2, 4,6 Po 2,4 F -1 Cl -1,1, 3,5,7 Br -1 1,5 J -1,1, 5,7 At -1,1, 3,5,7

Redoxireakciók Redoxireakció: elektronátadási folyamat Oxidáció: elektronleadás (oxidációs szám nő) Redukció: elektronfelvétel (oxidációs szám csökken) szinproporció OCl (aq) + Cl (aq) + 2H + (aq) Cl 2 (g) + H 2 O diszproporció Egyenletek rendezés: oxidációs szám változások legkisebb közös többszöröse alapján!

Redoxireakciók Felmérőből: Pirit pörkölés: 4.FeS + 7.O 2 = 2.Fe 2 O 3 + 4.SO 2 Mennyi a kénatom oxidációs száma a kén-hidrogén molekulában? Az oxidációs számok változása alapján állapítsuk meg a I - ion és a I 2 molekula együtthatóját a következő reakcióegyenletben? Cr 2 O 7 2- + x.i - + 14.H + = 2.Cr 3+ + y.i 2 + 7.H 2 O Oxidációs számok számításához: Az oxigén az oxidokban mindig -2 A hidrogén általában +1, de fémhidridekben -1 Egyenletek rendezése: oxidációs szám változások legkisebb közös többszöröse alapján!

Redukáló- és oxidálószerek Hogyan lehetne számmal jellemezni az oxidáló/redukáló képességet?

Melyik elem ad le, melyik vesz fel elektront? Elektronvonzó képesség relatív skála

Redoxi folyamatok a talajban Elektronakceptorok Oxidálószerek: O 2, NO 3-, Mn III,Mn IV, Fe III vegyületek, SO 4 2- Elektrondonorok - Redukálószerek: növényi maradványok talaj szervesanyag C tartalma szerves N, S (-NH 2, -NH, -SH, NH 4+, S 2- ), Mn 2+, Fe 2+ A talaj színe: vörös Fe III szürke, fekete (Fe-humát) - Fe II

Néhány redox folyamat Talaj szervesanyag-tartalmának meghatározása (Tyurin módszer) 2 K 2 Cr 2 O 7 + 8 H 2 SO 4 + 3 C = 2 K 2 SO 4 + 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 + 8 H 2 O + 3 CO 2 Kálium-permanganát (KMnO 4 ) oxidáló hatása Savas közegben Semleges közegben MnO 4 + 5 e + 8 H + Mn ++ + 4 H 2 O MnO 4 + 3 e + 4 H + MnO 2 + 2 H 2 O Lúgos közegben MnO 4 + e MnO 4 -- Fertőtlenítés klórral, hypo-val, klórmésszel Cl 2 + H 2 O HOCl + HCl Hypo (nátrium-hipoklorit) Klórmész (Kalcium-hipoklorit) HOCl = HCl + O NaOCl = NaCl + O Ca(OCl) 2 = CaCl 2 + 2 O A hypo és a sósav reakciójából klórgáz keletkezik! 2 HCl + NaOCl = NaCl + Cl 2 + H 2 O

A nitrogén oxidációs állapotai HNO 2 salétromossav HNO 3 salétromsav

Néhány nitrogén redox folyamat Nitrifikáció 2 NH 3 + 4 O 2 = 2 NO 3- + 2 H + + 2 H 2 O nitrifikáló baktériumok 2 NH + 4 + 4 O 2 = 2 NO 3- + 4 H + + 2 H 2 O Denitrifikáció a szennyvíz-tisztitásban NO 3- + CH 3 OH = N 2 + CO 2 + H 2 O + OH - Nitráttartalom meghatározás kénsavas roncsolatból NO 3- + 8 Fe ++ + 10 H + = NH 4+ + 8 Fe +++ + 3 H 2 O Ammóniagyártás N 2 + 3 H 2 = 2 NH 3 Ammóniumnitrát tűz és robbanásveszélyessége 2 NH 4 NO 3 = 2 N 2 + O 2 + 4 H 2 O denitrifikáló baktériumok

Nitrogén körforgalom Denitrifikáció Nitrifikáció

A NOx kibocsátás %-os megoszlása Közlekedés Erőmű Ipar Hulladékkezelés Mezőgazdaság

Elektródok M e - M e - M M + M + M + M + γ FÉM felületi potenciál Galvani potenciál (belsõ pot. ) Volta pot. (külsõ pot. ) OLDAT r M (s) M + (aq) + e - γ Galvani potenciál különbség M + M + A - A - A - Elektród: olyan rendszer, amelyben elsőrendű vezető (fém) érintkezik másodrendű vezetővel (fémionok vizes oldata) http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/introduction.html

Galváncellák Zn(sz) + Cu 2+ (aq) = Zn 2+ (aq) + Cu(sz), két folyamat térbeli elválasztása: _ + oxidáció rézkatód cinkanód redukció Zn(sz) = Zn 2+ (aq) +2e sóhíd Cu 2+ (aq) +2e = Cu(sz) vatta (1 M) -oldat (1 M) -oldat Celladiagram: Zn Zn 2+ (aq) Cu 2+ (aq) Cu Elektromotoros erő (E): az a feszültség, ami akkor mérhető, amikor a cellán nem folyik át áram

Astandard hidrogénelektród H + (aq) + e =1/2 H 2 (g) Megállapodás szerint: εº H+/H2 := 0 Félcella-reakciója: Pt H 2 1 M H + (aq) pontosabban(!): Pt H 2 1 mol H + /1 kg oldat

Az elektródpotenciál Az elektród potenciálja (e): annak a galváncellának az elektromotoros ereje, amelynek az egyik elektródja a kérdéses elektród, a másik pedig a standard hidrogénelektród Standardpotenciál (eº): egységnyi koncentrációjú (aktivitású) oldat elektród potenciálja o RT Nernst-egyenlet: ε = ε + lna z+ híg oldatban : a z+ c z+ M M M zf F=96485 C / mol Negatívabb oxidálódik, pozitívabb redukálódik.

Elektromotoros erő E MF = ε katód ε anód pl.: Daniell-elem rézkatód cinkanód sóhíd vatta E E MF ε Cu MF =ε 0 Cu 0 Cu + RT ln c zf RT lnc zf RT + (ln zf Cu = ε + ε 0 Cu 0 Zn Cu Ha minkét koncentráció=1 Cu (E MF ) Daniell = ε Cu ε Zn = 0,337V (-0,763V) = 1,10 V 0 Zn ε Zn RT zf Zn =ε ln = ε ε c -lnc ) = ε ε 0 Zn c 0 Cu + Zn RT ln zf 0 Zn + ccu ln = ln(1) = c Zn c Zn RT zf? ln c c Cu Zn

Elsőfajú elektród, pl.: Ag + (sz) + e = Ag(sz) Ag(sz) Ag + (aq) e függ a koncentrációtól Másodfajú elektród, pl.: Ag + (sz) + e = Ag(sz) AgCl(sz) Ag+(aq) + Cl (ag) Ag(sz) AgCl KCl 1 mol / kg (aq) AgCl oldatbeli koncentrációja jó közelítéssel állandó e állandó Jó referenciaelektród! De konstans klorid-ion konc.! [Ag + ] [Cl - ] = 10-10 Az üvegelektród

Korrózióvédelem Passzív: Aktív: festék, v. nagy εº-ú fém (pl. Sn), vagy tömör oxidréteg (pl. Al 2 O 3 ) kis εº-ú fém hátrány: Sn H +, H 2 O Sn 2+, Fe 2+ Fe helyi elem: Fe + Sn 2+ = Sn + Fe 2+ Zn H +, H 2 O Zn 2+, Fe 2+ Fe csővezeték Fe helyi elem: Zn + Fe 2+ = Fe + Zn 2+ Mg vagy Zn vagy - potenciál Fe belül zinkrúd

Galvánelem, mint az elektrokémiai korrózió megjelenési formája Az egyik leggyakoribb korrózió az elektrokémiai korrózió, amely minden esetben galvánelem képződésére vezethető vissza. Cl - Klasszikus galvánelem Korróziós galvánelem Dr. Bajnóczy Gábor BME

Elektrokémiai korrózió két fém csatlakozásakor + +

Elektrokémiai korrózió két fém csatlakozásakor + +

Koncentrációs elem E cella = E 0 + (RT/nF) * ln [tömény ] E 0 (RT/nF) * [híg] E cella = (RT/nF) * ln----------- [tömény] [híg] Dr. Bajnóczy Gábor BME

Koncentrációkülönbség okozta korrózió (alározsdásodás)

Biológiai korrózió Biológiai folyamat által előidézett elektrokémiai korrózió Szulfátredukáló baktériumok: oxigénmentes környezetben a katódon képződő hidrogént használják fel szulfát redukcióra 8 H adszorbeált + SO 4 2- S 2- + 4H 2 O A képződő szulfid megtámadja A katódon adszorbeálódott fémet és laza fém-szulfidot képez hidrogént, amely fékezi a korróziót, eltávolítják baktériumok, így a korrózió gyorsul Fe csővezeték Zn 2.e - = Zn 2+ Fe 2+ + 2.e - = Fe 2.H + + 2.e - = H 2 Fűtőolaj tartály kilyukadt fala. Gyakori korróziót okoz az olajiparban. Mg vagy Zn

Biológiai korrózió A kénbaktérium oxigén tartalmú környezetben szulfid-iont kénsavvá tud oxidálni kénbaktérium telepek a falon betoncső Csatorna csövek korróziója Korrózió a földgáz vezetéken A csőben van víz és hidrogén-szulfid, amelyet a kénbaktérium kénsavvá oxidál. A képződő sav miatt lyukad ki a cső.