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

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

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

Általános Kémia, 2008 tavasz

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

Kémiai alapismeretek hét

Kémiai alapismeretek 11. hét

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

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

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

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

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

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

Kémiai energia - elektromos energia

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

Jellemző redoxi reakciók:

SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

Elektro-analitikai számítási feladatok 1. Potenciometria

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

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

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

Kémiai reakciók Protolitikus reakciók: egyensúlyi állandók

Elektronátadás és elektronátvétel

7. előadás

O k t a t á si Hivatal

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

AZ ELEKTROKÉMIA VÁLOGATOTT ALKALMAZÁSI TERÜLETEI

Elektrokémia a kémiai rendszerek és az elektromos áram kölcsönhatása

Elektrokémiai gyakorlatok

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

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.

AZ EGYENÁRAM HATÁSAI

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

Leclanché-típusú elemek (cink + mangándioxid (barnakő))

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

2011/2012 tavaszi félév 3. óra

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály C változat

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

Egyenáram. Áramkörök jellemzése Fogyasztók és áramforrások kapcsolása Az áramvezetés típusai

Elektrokémiai preparátum

Ni 2+ Reakciósebesség mol. A mérés sorszáma

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

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

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

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

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

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

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

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály A változat

Megújuló energiaforrások

VILLAMOS ÁRAM VEGYI HATÁSA

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

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

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

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

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

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

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

7. Kémia egyenletek rendezése, sztöchiometria

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 15 pont

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

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

Anyagismereti feladat! A laborgyakorlatok anyagát összeállította: dr. Pasinszki Tibor egyetemi tanár

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

ismerd meg! A galvánelemekrõl II. rész

1. feladat Összesen: 10 pont

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

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

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Gyakorló feladatok. Egyenletrendezés az oxidációs számok segítségével

29. Sztöchiometriai feladatok

1. feladat Összesen 15 pont. 2. feladat Összesen 6 pont. 3. feladat Összesen 6 pont. 4. feladat Összesen 7 pont

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

ALPHA spektroszkópiai (ICP és AA) standard oldatok

Azonosító jel: KÉMIA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA október :00. Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc

Kémia emelt szintű érettségi írásbeli vizsga ELEMZÉS (BARANYA) ÉS AJÁNLÁS KÉSZÍTETTE: NAGY MÁRIA

(3) (3) (3) (3) (2) (2) (2) (2) (4) (2) (2) (3) (4) (3) (4) (2) (3) (2) (2) (2)

XV. A NITROGÉN, A FOSZFOR ÉS VEGYÜLETEIK

ROMAVERSITAS 2017/2018. tanév. Kémia. Számítási feladatok (oldatok összetétele) 4. alkalom. Összeállította: Balázs Katalin kémia vezetőtanár

1) Standard hidrogénelektród készülhet sósavból vagy kénsavoldatból is. Ezt a savat 100-szorosára hígítva, mekkora ph-jú oldatot nyerünk?

Elektromos áram, egyenáram

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

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)

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

Számítások ph-val kombinálva

Szalai István. ELTE Kémiai Intézet

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Elektrokémia laboratóriumi gyakorlat

Voltammetriás görbe: a munkaleketród potenciáljának (E) függvényében ábrázoljuk a körben folyó áram erősségét

Csermák Mihály: Kémia 8. Panoráma sorozat

Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

Kémiai reakciók Műszaki kémia, Anyagtan I. 11. előadás

Didaktikai feladat: frontális osztálymunka, egyéni munka, csoportmunka, ismétlés, tanár-diák párbeszéd, ellenőrzés, értékelés

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

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

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő Kód

A 2007/2008. tanévi. Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny. első (iskolai) fordulójának. javítási-értékelési útmutatója

Klór és nátriumhidroxid előállítása Tungler Antal emeritus professor

Átírás:

Áramforrások Elsődleges cella: áramot termel kémiai anyagokból, melyek a cellába vannak bezárva. Ha a reakció elérte az egyensúlyt, kimerül. Nem tölthető. Másodlagos cella: Használat előtt fel kell tölteni. Használat előtt van a rendszer egyensúlyban. Újratölthető. Tüzelőanyagcella: Elsődleges cella. A reagenseket a cellán kívülről adagolják.

A Leclanché-féle szárazelem + Elektrokémia 1866 burkolat NH 4 Cl + ZnCl 2 Zn membrán záróréteg légtér C + MnO 2 grafit _ Georges Leclanché (1839 1882) Hasonlóan működik az alkáli-szárazelem:

Áramforrások Szárazelem Leclanché Anód: Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2e - Zn2+(aq) + 2 NH 4 + (aq) + OH (aq) [Zn(NH3)2]2+(aq) + 2 H2O Katód: 2MnO 2 (s) + 2NH 4+ (aq) + 2e - Mn 2 O 3 (s) + 2NH 3 (aq)+ H 2 O(l) 1,5 V 0,8 V nedves NH 4 Cl és ZnCl 2 paszta keményítőben (elektrolit)

Áramforrások Szárazelem Alkálielem Anód: Katód: Zn(s) + 2OH - (aq) ZnO(s) + H 2 O(l) + 2e - 2MnO Mn 2 O 3 (s) + 2OH - 2 (s) + H 2 O(l) + 2e - (aq) szigetelő grafit rúd (katód) MnO 2 és szén paszta aq. NaOH és ZnCl 2 paszta (elektrolit) fém cink doboz (anód)

Áramforrások Ólom akkumulátor Anód: Katód: Pb(s) + HSO 4 (aq) PbO 2 (s) + 3H + (aq) + HSO 4 (aq) + 2e PbSO 4 (s) + H + (aq) + 2e PbSO 4 (s) + 2H 2 O(l) Bruttó: Pb(s) + PbO 2 (s) + 2H + (aq) + 2HSO 4 (aq) 2PbSO 4 (s) + 2H 2 O(l) töltött kisütés kisütött töltés

Áramforrások Nikkel-kadmium ( ni-cad ) akkumulátor Anód: Katód: Cd(s) + 2OH - (aq) NiO(OH)(s) + H 2 O(l) + e - Cd(OH) 2 (s) + 2e - Ni(OH) 2 (s) + OH - (aq) Nikkel-fémhidrid ( NiMH ) akkumulátor Anód:: Katód: MH ab (s) + OH - (aq) NiO(OH)(s) + H 2 O(l) + e - M(s) + H 2 O(l) + e - Ni(OH) 2 (s) + OH 1- (aq) Overall: MH ab (s) + NiO(OH)(s) M(s) + Ni(OH) 2 (s) M (hidrogént abszorbeáló ötvözet): ritkaföldfém keverék (La, Ce, Nd, Pr) + Ni, Co, Mn, Al

Áramforrások Lítíumakkumulátor Anód:: Katód:: xli(s) MnO 2 (s) + xli + (soln) + xe - xli + (soln) + xe - Li x MnO 2 (s) Lítíumion-akkumulátor Anód:: Katód:: Li x C 6 (s) Li 1-x CoO 2 (s) + xli + (soln) + xe - xli + (soln) + 6C(s) + xe - LiCoO 2 (s)

Áramforrások Hidrogén-oxigén üzemanyagcella anód katód H 2 bemenet H 2 O kimenet O 2 bemenet fém katalizátort tartalmazó porózusos szén elektródok pl. Pt, Ag, CoO, stb. AFC: forró vizes KOH (porózusos szilárd mátrix) H 2 vízzé oxidálódik az anódon O 2 redukálódik a katódon OH ionná H 2 O kimenet A nettó reakció: hidrogén és oxigén reakciója vízzé PEMFC: (proton vezető membrán)

Tüzelőanyagcellák típusai:

Elektrolízis Ha a cellán áramot bocsátanak át, egy különben magától le nem játszódó reakció is megvalósítható. Elektrolízis során a külső feszültségforrás elektronokat juttat az anódról a katódra. A galváncellához képest megfordul az elektródok polaritása.

Elektrokémia Elektrolízis áram hatására lejátszódó kémiai változás H + (aq) + Cl - (aq) H 2(g) + Cl 2(g) bomlásfeszültség legkisebb olyan feszültség, amellyel tartós elektrolízis megvalósítható, ha nincs túlfeszültség, akkor e K -e A

Elektrolízis A lehetséges félreakciókból összeállítható cellareakciók mind negatív E o cell-t adnak. Az a reakció várható, amelyiknek a cellapotenciálja a legkisebb negatív érték. Sok esetben a cellapotenciálnál nagyobb feszültségre van szükség, hogy a reakció ténylegesen meginduljon. Túlfeszültségnek nevezik ezt az elektród anyagától és az elektródreakciótól függő extra feszültséget. EOS

Elektrolízis Bomlásfeszültség az a legkisebb olyan feszültség az anód és a katód között egy elektrolizáló cellában, mellyel folyamatos elektrolízis valósítható meg. Termodinamikailag: elektródpotenciálok közötti különbség ε katód ε anód Gyakran az elektrolízishez szükséges feszültség meghaladja a termodinamikai értéket. A túlfeszültség az a potenciálkülönbség, ami a termodinamikailag meghatározott érték és azon potenciál között van, melynél az elektrolízis már kísérletileg megvalósítható.

Elektrokémia Túlfeszültség = e tényleges - e (Nernst) elektródfüggõ pl. 2H + (aq) + 2e - H 2 Hg - nagy Pt - kis Függ: elektród anyaga elektródreakció (Áram) I Pt Hg

Elektrolízis Anód: Katód: 2H 2 O(l) 4H 2 O(l) + 4e - Vízbontás O 2 (g) + 4H + (aq) + 4e - 2H 2 (g) + 4OH - (aq) Bruttó: 6H 2 O(l) 2H 2 (g) + O 2 (g) + 4H + + 4OH - (aq)

Elektrokémia pl. a víz bontása O 2 H 2 Egyenáram Fém Pt oldat Anód: + Katód: - FARADAY TÖRVÉNY: n = It zf 2O 2 = O 2 + 4e oxidáció I - áramerõsség t - idõ (s) z - átadott elektronok száma F - Faraday állandó 4H + + 4e = 2H 2 redukció

Elektrolízis olvadt NaCl elektrolízise Anód: Katód: 2Cl - (l) 2Na + (l) + 2e - Cl 2 (g) + 2e - 2Na(l) Bruttó: 2Na + (l) + 2Cl - (l) 2Na(l) + Cl 2 (g) anód áramforrás Az áramforrás elektronokat szív el az anódtól és elektronokat juttat a katódra. katód inert elektródok

Elektrolízis Fémnátrium gyártása megolvasztott NaCl és CaCl 2 Na olvadék olvasztott Na (kisebb a sűrűsége, mint a megolvasztott NaCl és CaCl 2 keveréknek) hengeres acél katód grafit anód vas henger elválasztja az Na és Cl 2 -t

Elektrolízis Vizes NaCl elektrolízise Anód:: Katód: 2Cl - (aq) 2H 2 O(l) + 2e - Cl 2 (g) + 2e - H 2 (g) + 2OH - (aq) Bruttó: 2Cl - (l) + 2H 2 O(l) Cl 2 (g) + H 2 (g) + 2OH - (aq)

Elektrolízis Cl 2 és NaOH gyártása kationáteresztő membránnal Kationáteresztő membrán Cl 2 (g) (termék) H 2 (g) (termék) anód katód híg NaCl oldat telített NaCl oldat NaOH oldat (termék) víz A nátrium ionok az anódtérből a katódtérbe mozognak a kationáteresztő membránon keresztül és végül kifolynak a cellából, mint vizes NaOH oldat.

Elektrolízis Alumíniumgyártás grafit (anód) Na 3 AlF 6 (kriolit) és Al 2 O 3 olvadéka grafittal bevont tartály (katód) Olvadt fém alumínium keletkezik a grafit katódon. CO 2 buborékok Mivel az alumínium olvadék sűrűsége nagyobb, mint a Al 2 O 3 Na 3 AlF 6 keveréké, összegyűlik az elektrolizáló cella alján, ahonnan elvezethető.

Faraday törvényei --- Az elektrolízis során az elektródon levált anyag tömege egyenesen arányos az elektródon áthaladt elektromos töltéssel. --- Egy adott töltésmennyiség esetén az elektródon levált elemi anyag tömege egyenesen arányos az elem atomtömegének és az elektrolízis során bekövetkezett oxidációfok változásnak a hányadosával. Összefoglalva az állandó-áramú elektrolízisre: n = It zf n = moláris mennyisége a levált anyagnak t = idő (amíg az állandó áramerősséget alkalmaztuk) I = áramerősség z = az ion által átadott elektronok száma F = Faraday állandó (96485 C mol 1 )

Elektrolízis A reakcióban résztvevő anyagok tömege függ: moláris tömeg, áthaladó töltés, reagáló elektronok száma A töltés mértékegysége a coulomb (C), egy elektron töltése 1.6022 10 19 C, 1 mol töltése a Faraday-állandó. Az áramerősség mértékegysége az amper (A). EOS

Elektrolízis elektronok áramforrás Anód: nikkel Katód: réz anód katód oxidáció redukció

Elektrolízis A réz raffinálása A réz a CuSO 4 oldaton keresztül a szennyezett Cu anódról a tiszta Cu katódra vándorol. szennyezett réz anód áramforrás tiszta réz katód Nemsfém suennyezők (Ag, Au, Pt) nem oxidálódnak, így összegyűjthetők az anódiszapban. Könnyebben oxidálódó szennyezők (Zn, Fe) oldatban maradnak, mint kationok.

Elektrolitikus fémleválasztás Fémkatód bevonása vékony fémréteggel

Réz(II)-klorid vizes oldatát 1 óráig elektrolizálva az anódon 30 C hőmérsékleten 217 cm 3 101,3 kpa nyomású klórgáz fejlődik. Az anódfolyamatnál az áramkihasználás 100%-nak tekinthető. Mekkora az elektrolízis hatásfoka, ha a katódon ugyanennyi idő alatt 0,45 g Cu válik le? (Cu relatív atomtömege: 63,5) = 81,2 % Mekkora áramerősséggel elektrolizáltunk? = 0,47 A

2. Zh 2017. december 13. (szerda) északi tömb családnév: A M családnév: N Z 0.83 Eötvös terem -1.85 Harmónia terem ----------------------------------------------------------------