1 / 23

Vízkémia

Vízkémia. Redoxi-reakciók, elektrokémia Vizes elektrolitok. Elektronátadás és elektronátvétel. A redoxi reakció : egyidejű oxidáció és redukció Oxidáció : oxidációs szám növekedés - elektron leadás Redukció : oxidációs szám csökkenés - elektron felvétel Egyirányú és egyensúlyi folyamatok

wesley-stout
Télécharger la présentation

Vízkémia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Vízkémia Redoxi-reakciók, elektrokémia Vizes elektrolitok

  2. Elektronátadás és elektronátvétel • A redoxi reakció: egyidejű oxidáció és redukció • Oxidáció: oxidációs szám növekedés - elektron leadás • Redukció: oxidációs szám csökkenés - elektron felvétel • Egyirányú és egyensúlyi folyamatok • A folyamatok időbeli elválasztása nem lehetséges - a rendszeren belüli térbeli elkülönítése igen • galvánelemek

  3. Elektronátadás és elektronátvétel • Jellemző redoxi reakciók: • élettani folyamatok ??? fotoszintézis 6 CO2 + 6 H2O  C6H12O6 + 6 O2 ??? oldódás 6 CO2 + 6 H2O  6 H2CO3

  4. Elektronátadás és elektronátvétel • Jellemző redoxi reakciók: • környezetkémiai folyamatok

  5. 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?

  6. 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 összekötő, ionok áramlását biztosító része

  7. Galvánelemek anód  anód elektrolit  katód elektrolit  katód Zn  Zn2+  Cu2+  Cu

  8. Az elektródpotenciál • standard elektródpotenciál: a standard hidrogén-elektródból és a vizsgálandó elektródból összeállított galvánelemben 25 °C-on, árammentes állapotban mért feszültségkülönbség

  9. 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 Fe2+ + 2e Fe E° = - 0,44 V Zn2+ + 2e  Zn E° = - 0,76 V Sn2+ + 2e  Sn E° = - 0,14 V Cu2+ + 2e  Cu E° = + 0,34 V I2 + 2e  2 IE° = + 0,54 V Cl2 + 2e  2 ClE° = + 1,36 V

  10. Az elektródpotenciál • A Nernst-egyenlet: az elektród potenciáljának értéke adott körülmények között • fémelektród • redoxielektród • vizes oldat kémhatása

  11. Az elektródpotenciál • Vizes oldatban lejátszódó reakciók – a víz (és ionjai) oxidáló és redukáló sajátságokat 2 H2O  O2 + 4 H+ + 4 e- E = 1,229 V 2 H+ + 2 e-  H2 E = 0,00 V • a víz stabilitási tartománya 1,229 – 0,0592 pH < E < 0,00 – 0,0592 pH

  12. Az elektródpotenciál • Koncentrációs elemek: olyan galvánelem, amelyben a két félcella azonos minőségű, de elektrolitjának koncentrációja eltérő - pH mérő berendezések

  13. A pH mérése • Üvegelektród: mérő- vagy indikátorelektród, az üveg felszínén kialakuló potenciál egyenesen arányos a pH-val • Összehasonlító vagy referencia elektród, potenciálja független a pH-tól

  14. A pH mérése • Kombinált üvegelektród: egy mérőtestbe építve tartalmazza a mérő- és a referencia elektródot üvegelektród  vizsgálandó oldat  sóhíd  referencia

  15. Mindennapok galvánelemei • Tüzelőanyag elemek: égési folyamat két részreakciója térben elválasztva porózus elektródokon megy végbe hatásfok: 75-90 % • hidrogén-oxigén tüzelőanyag-cella anód: 2 H2 + 4 OH 4 H2O + 4 e katód: O2 + 2 H2O + 4 e 4 OH

  16. Mindennapok galvánelemei • a tüzelőanyag-elemek használata a közlekedésben • a hidrogén tárolására különböző megoldások - • sűrített gázként (veszélyes) • hidridek formájában (drága) • polimerelektrolit-membrános cellák alkalmazása • a hidrogén-kibocsátás milyen légköri változásokhoz vezethet

  17. A fémek korróziója • A fémes állapotból oxidok, sók keletkeznek • Kémiai, biokémiai, elektrokémiai folyamatok • helyi-elem kialakulása: mini galvánelem jön létre

  18. A fémek korróziója • Korrózióvédelem • passzív: a fémfelület elszigetelése a környezettől - festék- vagy műanyag bevonat, zománc • aktív: beavatkozás a korróziós folyamatba - a fémtárgyat katódként kapcsoljuk egy áramkörben (talajban, víz alatt)

  19. Elektrolitok sajátságai • Ionok vándorlási sebessége • H+ 0,00330; OH- 0,00180 cm/s (kationok és anionok mérettől majdnem függetlenül: 0,0004-0,0007 cm/s) H+

  20. Elektrolitok sajátságai • Vizes oldatok vezetőképessége

  21. Ioncsere folyamatok • Felületen történő megkötődés – adszorpció, ioncsere • egyensúlyi folyamat • Ioncserélő műgyanták – előállítás • kationcserélő • anioncserélő funkciós csoportok

  22. Ioncsere folyamatok • Ioncserélő műgyanták – előállítás: kationcserélő

  23. Ioncsere folyamatok • Ioncserélő műgyanták – előállítás: anioncserélő

More Related