Elektronátadás és elektronátvétel



Hasonló dokumentumok
Jellemző redoxi reakciók:

Kémiai alapismeretek hét

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

Általános Kémia, 2008 tavasz

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

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

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

Gyakorló feladatok. Egyenletrendezés az oxidációs számok segítségével

Kémiai alapismeretek 11. hét

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

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

SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

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

Kémiai reakciók Protolitikus reakciók: egyensúlyi állandók

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

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

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

ismerd meg! A galvánelemekrõl II. rész

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Redoxi reakciók. Redoxi reakciók. S + O 2 SO 2 CH O 2 CO H 2 O 2 Mg + O 2 2 MgO. 2 K + Cl 2 2 KCl N H 2 2 NH 3 Zn + S ZnS

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

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

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)

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

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

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

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Elektrokémia a kémiai rendszerek és az elektromos áram kölcsönhatása

Minőségi kémiai analízis

Közös elektronpár létrehozása

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

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

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

7. előadás

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

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

Kémiai reakciók Műszaki kémia, Anyagtan I. 11. előadás

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály C változat

ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

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

KÉMIA 10. Osztály I. FORDULÓ

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.

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály A változat

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

Szalai István. ELTE Kémiai Intézet

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

29. Sztöchiometriai feladatok

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

Tömény oldatok és oldószerek sűrűsége. Szervetlen vízmentes sók oldhatósága (g/100g víz egységben) Gyenge savak és bázisok állandói (K s, K b )

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

MINŐSÉGI KÉMIAI ANALÍZIS

2011/2012 tavaszi félév 3. óra

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

Kémia fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 10. hét

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

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

Helyi tanterv a kémia. tantárgy oktatásához

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

Oldódás, mint egyensúly

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. Általános és szervetlen kémia 9. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy

2019. április II.a, II.b

HETEROGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTRÓDOK ÉS GALVÁNELEMEK

K. Az elektródpotenciál mérése L. Az elektródpotenciálok skálája M. Az elektródok fajtái N. Összegzés

ALPHA spektroszkópiai (ICP és AA) standard oldatok

Kémiai alapismeretek 6. hét

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

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

A javításhoz kb. az érettségi feladatok javítása az útmutató irányelv. Részpontszámok adhatók. Más, de helyes gondolatmenetet is el kell fogadni!

Elektrokémiai preparátum

Oldódás, mint egyensúly

7. osztály Hevesy verseny, megyei forduló, 2003.

2. változat. 6. Jelöld meg, hány párosítatlan elektronja van alapállapotban a 17-es rendszámú elemnek! A 1; Б 3; В 5; Г 7.

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

A kémiai egyensúlyi rendszerek

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)

Károlyi Benedek: Áramforrások a számítástechnikában

2 képzıdése. értelmezze Reakciók tanult nemfémekkel

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

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Elektrokémiai gyakorlatok

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

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1995 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő Kód

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

O k t a t á si Hivatal

Lelovics Enikő Környezetkémiai szempontból fontosabb kationok reakciói (1. gyak.) Nátrium 1) ph: semleges 2) lángfestés: élénk sárga

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

ÁLTALÁNOS KÉMIA. vetített anyag és egyéb infók helye!!!!!!!

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

Kémiavizsga 11 Írásbeli minta feladatsor

Az anyagi rendszerek csoportosítása

Az anyagi rendszerek csoportosítása

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

... Dátum:... (olvasható név)

Átírás:

Általános és szervetlen kémia 11. hét Elızı héten elsajátítottuk, hogy a közös elektronpár létrehozásával járó reakciók csoportjában milyen jellemzıi vannak sav-bázis és komplexképzı reakcióknak Mai témakörök a redoxi reakciók és a galvánelemek Elektronátadás és elektronátvétel Az részecskék oxidációs állapota - oxidációs szám - az a tényleges vagy névleges töltés szám (±), amit a részecskét alkotó egyes atomokhoz töltésük vagy kötésük, valamint elektronegativitásuk alapján hozzárendelünk?? PH 3, CS 2, CI 4, SI 2, NCl 3, HCHO, Az oxidációs állapot - elemek, ionok, vegyületek - független a reakciópartnertıl A rendszer oxidációs állapotában nem következhet be változás Elektronátadás és elektronátvétel A redoxi reakció: egyidejő oxidáció és redukció Oxidáció: oxidációs szám növekedés - elektron leadás Redukció: oxidációs szám csökkenés - elektron felvétel Egyirányú és egyensúlyi folyamatok A folyamatok idıbeli elválasztása nem lehetséges - a rendszeren belüli térbeli elkülönítése igen galvánelemek 1

Elektronátadás és elektronátvétel Jellemzı redoxi reakciók: égési folyamatok S + O 2 SO 2 CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O 2 Mg + O 2 2 MgO elemek egyesülése 2 K + Cl 2 2 KCl N 2 + 3 H 2 2 NH 3 Zn + S ZnS Elektronátadás és elektronátvétel Jellemzı redoxi reakciók: elemek szubsztitúciós és addíciós reakciói CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl CH 2 =CH 2 + Br 2 CH 2 Br-CH 2 Br bomlás elemekre 2 NaN 3(sz) 2 Na (sz) + 3 N 2(g) 2 HgO 2 Hg + O 2 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 2 AgBr 2 Ag + Br 2 Elektronátadás és elektronátvétel Jellemzı redoxi reakciók: fémes elemek oldása Mg + HCl MgCl 2 + H 2 Li + H 2 O LiOH + H 2 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O 2 Na[Al(OH) 4 ] + 3 H 2 Cu + 4 HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2 O 2

Elektronátadás és elektronátvétel Jellemzı redoxi reakciók: diszproporcionálódás NH 4+ + NO 2 N 2 + 2 H 2 O Cl 2 + H 2 O HCl + HClO erıs oxidálószerek reakciói 3 CH 3 CH 2 OH + 2 Cr 2 O 7 2 + 16 H + 3 CH 3 COOH + 4 Cr 3+ + 8 H 2 O 10 Cl + 2 MnO 4 + 16 H + 5 Cl 2 + 2 Mn 2+ + 8 H 2 O Elektronátadás és elektronátvétel Jellemzı redoxi reakciók: élettani folyamatok??? fotoszintézis 6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2??? oldódás 6 CO 2 + 6 H 2 O 6 H 2 CO 3 Elektronátadás és elektronátvétel Jellemzı redoxi reakciók: környezetkémiai folyamatok 3

Elektronátadás és elektronátvétel Mi határozza meg, hogy a redoxi folyamatokban milyen részecske adja az elektront és mi veszi fel? Mi határozza meg, hogy a reakció lejátszódik-e? Galvánelemek Az oxidációs és a redukciós folyamat térbeli elválasztása - galváncella CuSO 4 + Fe FeSO 4 + Cu Cu 2+ + 2e Cu Fe Fe 2+ + 2e Galvánelemek Elektrolit: szabadon mozgó ionokat tartalmazó oldat vagy olvadék Katód: az elektród, amelyen redukció történik Anód: az elektród, amelyen oxidáció játszódik le Sóhíd: a galvánelemnek a két félcellát összekötı, ionok áramlását biztosító része 4

Galvánelemek anód anód elektrolit katód elektrolit katód Zn Zn 2+ Cu 2+ Cu Az elektródok típusai Elsıfajú elektródok - mőködése során az elektrolit koncentráció állandóan változik fémelektród: a fém saját ionját tartalmazó elektrolitjába merül - reverzibilis (oxidáció és redukció egyaránt végbemehet) gázelektród: az áramló gáz molekulái és az oldatban lévı ionjai indifferens fém felületén redukálódnak vagy oxidálódnak redoxielektród: indifferens fém olyan elektrolitba merül, amelyben az ion kétféle oxidációs számban van jelen Az elektródok típusai Másodfajú elektródok: a mőködés során az elektrolit koncentráció nem változik fém-csapadék elektród: olyan fémelektród, amely kis oldhatóságú sójával van bevonva és annak anionját adott koncentrációban tartalmazó elektrolitba merül 5

Az elektródpotenciál Az elektród felülete és a vele érintkezı elektrolit határrétege között kialakuló potenciál - nem mérhetı Viszonyítási alap - a standard hidrogénelektród: platinázott platina elektród, áramló 0,1 MPa H 2 -gáz, 1,000 mol/dm 3 H + tartalmú oldat Az elektródpotenciál standard elektródpotenciál: a standard hidrogén-elektródból és a vizsgálandó elektródból összeállított galvánelemben 25 C-on, árammentes állapotban mért feszültségkülönbség Az elektródpotenciál A redoxi reakciók irányát a standard elektród-potenciálok értékének viszonya mutatja meg: önként csak az a redoxi folyamat tud végbemenni, amelyben a negatívabb standardpotenciálú részecske oxidálódik Fe 2+ + 2e Fe Zn 2+ + 2e Zn Sn 2+ + 2e Sn Cu 2+ + 2e Cu I 2 + 2e 2 I Cl 2 + 2e 2 Cl E = - 0,44 V E = - 0,76 V E = - 0,14 V E = + 0,34 V E = + 0,54 V E = + 1,36 V 6

Az elektródpotenciál A Nernst-egyenlet: az elektród potenciáljának értéke adott körülmények között fémelektród redoxielektród o R T o 0,0592 E = E + lnc= E + lgc z F z o R T [ox] E = E + ln = E z F [red] o 0,0592 + lg z [ox] [red] Az elektródpotenciál Koncentrációs elemek: olyan galvánelem, amelyben a két félcella azonos minıségő, de elektrolitjának koncentrációja eltérı - ph mérı berendezések o R T c1 E = E + ln z F c 2 o 0,0592 c1 = E + lg z c R T + + E = ln [H ] = 0,0592 lg[h ] = - 0,0592 ph F 2 A ph mérése Üvegelektród: mérı- vagy indikátorelektród, az üveg felszínén kialakuló potenciál egyenesen arányos a ph-val Összehasonlító vagy referencia elektród, potenciálja független a ph-tól 7

A ph mérése Kombinált üvegelektród: egy mérıtestbe építve tartalmazza a mérı- és a referencia elektródot üvegelektród vizsgálandó oldat sóhíd referencia Kémiai energia - elektromos energia Kémiai reakcióval termelünk elektromos áramot - galvánelem Daniell-elem - 1835 Zn Zn 2+ Cu 2+ Cu Primer elemek - csak egyszer süthetık ki (ellentétes irányú áram hatására az eredeti kémiai állapot nem állítható vissza) telep - több galvánelem sorba kapcsolva Leclanche elem: Zn Zn 2+ + 2 e 2 MnO 2 + H + + 2e 2 MnO(OH) 8

Ruben-Mallory elem: Zn + 2 OH ZnO + H 2 O + 2 e HgO + H 2 O + 2 e Hg + 2 OH egyre kevésbé használt a Hg tartalom miatt, újabban a drágább Ag 2 O-t használják, ahol a katódon Ag 2 O + H 2 O + 2 e 2 Ag + 2 OH Lítium-elemek: pacemakerben lítium- jodid, 2,8 V, ( Li, poli(2- vinilpiridin + I 2, elektrolit: szilárd LiI) 2 Li 2 Li + + 2 e 2Li + + P-2VP ni 2 + 2 e P2VP (n 1)I 2 + 2LiI Lítium-elemek: Li - SOCl 2 : 3,65 V, ( Li, C, elektrolit: tionil-kloridban oldott LiAlCl 4 ) 4 Li 4 Li + + 4 e katód (oldószer reakciója): 4 Li + + 2 SOCl 2 + 4 e SO 2 + S + 4 LiCl 9

Szekunder elemek - ellentétes irányú áram hatására az eredeti kémiai állapot visszaállítható akkumulátorok - reverzibilis mőködés Kénsavas ólomakkumulátor: 30-35 % H 2 SO 4 oldat, 2 V, autóban 6 db, hatásfoka 75-80 % Pb + HSO 4 PbSO 4 + H + + 2 e PbO 2 + 3 H + + HSO 4 + 2 e PbSO 4 + 2 H 2 O Schenek István Farbaky István Lúgos Edison-akkumulátor: 20-30 %-os KOH, 1,2-1,3 V, hatásfok: 55-60% Fe + 2 OH Fe(OH) 2 + 2 e 2 Ni(OH) 3 + 2 e 2 Ni(OH) 2 + 2 OH 10

Lúgos nikkel-kadmium-akkumulátor: Cd + 2 OH Cd(OH) 2 + 2 e 2 Ni(OH) 3 + 2 e 2 Ni(OH) 2 + 2 OH környezetszennyezı hatása miatt egyre gyakoribb a nikkel-fémhidrid-akkumulátor alkalmazása (mobiltelefon, fényképezıgépek) nikkel-fémhidrid-akkumulátor: 1,35 V fémötvözet (V, Ti, Zr, Ni, Cr, Co, Fe), elektrolit: KOH (6 mol/dm 3 ) hatásfok: 66 % (több kapcsolva: 8,4 V) MH + OH NiO(OH) + H 2 O + e M + H 2 O + e Ni(OH) 2 + OH André-akkumulátor: 1,5-1,6 V elektrolit: K 2 [Zn(OH) 4 ]-tal telített 40 %-os KOH, ezüst-peroxid miatt drága, hatásfok: 90-95 % 2 Zn + 4 OH 2 Zn(OH) 2 + 4 e Ag 2 O 2 + 4 e 2 Ag + 4 OH 11

Tüzelıanyag elemek: égési folyamat két részreakciója térben elválasztva porózus elektródokon megy végbe hatásfok: 75-90 % hidrogén-oxigén tüzelıanyag-cella 2 H 2 + 4 OH 4 H 2 O + 4 e O 2 + 2 H 2 O + 4 e 4 OH a tüzelıanyag-elemek használata a közlekedésben a hidrogén tárolására különbözı megoldások sőrített gázként (veszélyes) hidridek formájában (drága) polimerelektrolit-membrános cellák alkalmazása a hidrogén-kibocsátás milyen légköri változásokhoz vezethet??? 12