2013. február 21., csütörtök

fizkém

elektród folyamatok egyensúlyai: a kémiai energia alkalmas berendezésbe bármilyen energiafajtára átalakítható. Ez meg is fordítható, szóval megfelelő körülmények között a különféle energiák átalakíthatók kémiai eké. kémiai -->(galvanizmus) <--(elektrolízis) villamose

Elektród : az elektrolit oldattal érintkezésbe levő, olyan elektromos vezetőt nevezzük amely :
- felületénél kialakuló potenciál különbség, feszültségforrás alapjaként szolgálhat (galvanizmus)
-villamos az elektron és a ionvezető közötti áthaladását közvetíti (elektrolízis)
mivel az áramvezetés mechanizmusa a fázishatárnál megváltozik ezért az elektródoknál mindig kémiai átalakulások, úgynevezett elektród folyamatok játszódnak le. Ez a kémiai reakció az anódon mindig oxidáció, a katódon pedig redukció.
Galvanizmusnál az anód a negatív a katód a poz., elektrolízisnél az anód a poz és a katód a neg.
reverzibilis: az elektrolit oldattal egyensúlyban lévő olyan elektród amelynek felületén kialakult elektrokémiai változások ellentétes irányú áram segítségével megfordítható
irreverzibilis: az elekrtod az ellentétes irányú áram egymástól különböző átalakulásokat eredményez
csoportosítás:
-oldódó /nem oldódó pl : oldódó :cu anód cus oldatban
- elsőfajú/ másodfajú
első fajú : saját ionjait tartalmazó oldatával vagy olvadékával érintkező reverzibilis elektród, amelynek potenciáját az ionaktivitáson kívül csak a hőmérséklet határozza meg.
másodfajú :olyan fémből készül, amely kevésbé oldódó sójával és a só anionját meghatározó aktivitásban tartalmazó oldattal érintkezik.

Elektród folyamatok: olyan kémiai átalakulások, melyek az elektródon külső feszültség hatására vagy galvanikus folyamtokban a villamos áram termelése közben játszódik le. Ezek sebességét állandónak választott feltételek mellett az átalakuló anyagok aktivitás értékei és az aktivitási energia nagysága határozza meg.
- kationok keletkezése vagy töltés vesztése: cu <-> cu2+ + 2e-
-anionok keletkezése vagy töltés vesztése: 4oh- <-> o2 + 2h2o + 4e-
- ionok töltés számának változása: sn2+ <-> sn4+ +2e-
-komplex ionok képződése: zn + 4CN- <-> [zn(CN)4]2+ + 2e-

elektromotoros erő, kapocsfeszültség:
elektromos erőnek egy feszültség forrás  2 pólusa között fellépő potenciálkülönbséget akkor nevezzük ha :
- azokat végtelen nagy ellenálláson keresztül zárjuk rövidre
- a pólusok egyensúlyba vannak a környező anyagokkal
jele: E me: V
ha a feszültség forráson jelentős nagyságú villamos áram halad át akkor a pólusok között a potenciál különbség csökken. ezt a megváltozott potenciál különbséget kapocsfeszültségnek nevezzük. jele : UalsóindexK
elektromos erő és a kapocsfeszültség közti összefüggés: Uk = E*Rk/Rb+Rk
Rb= a feszültség forrás belső áramforrása, Rk= a fesztültségforrás külső áram forrása

Elektród potenciál :
az elektromotoros erő kialakításával minden olyan potenciál különbség szerepet játszik, amely eltérő összetételű anyagok érintkezési felületénél, a fázishatároknál alakul ki, az elektrolit oldat és az abba merülő fém érintkezési felületénél kialakuló potenciálkülönbséget elektródpotenciálnak (E) nevezzük, ezek segítségével a galvánelem elektromos ereje : E = E1-E2+Ediff ezzel az összefüggéssel akkor kell számolnunk ha az elektrolit oldatban is koncentráció különbségek vannak. ez a különféle elektrolitba merülő elektródok esetében elkerülhetetlen. ebben az esetben ugyanis az oldatfázisban is kialakulhat olyan potküll amely nem az oldat egyensúlyi pot. egyszerűbben megkapjuk az elektromotoros erő értékét, ha : - mindkét elektród azonos oldatba merül
-mindenütt azonos összetételű oldattal kötjük össze az elektrodokat
-a cella állandó, hőmérsékletük állandó
ekkor E= E1-E2
elpot kialakulása:  a fém ionok mennyisége a 2 fázisban nem lehet tetszőleges, hanem a megoszlási hányados által meghatározott értéket veheti fel, az ilyen egyensúlyi helyzet kialakulása 3 féle módon lehetséges: - fém ionok aktivitása a fémben nagyobb mint amilyet a megoszlási hányados előír. a fémionok igyekszenek oldatba jutni. az ionok oldatba kerülése miatt a fém negatív villamostöltéssel marad vissza és emiatt vonzza az oldatba jutott poz töltésű ionokat. emiatt a fázishatárnál elektromos kettős réteg alakul ki.
-a fém ionok aktivitása az oldatban nagyobb mint a megoszlási hányadossal megadott érték. ebben az esetben a fémionok aktivitása úgy csökken az oldatban hogy azok a szilárd fázisban kiválnak.
-fémionok aktivitásának hányadosa megegyezik a megoszlási hányadossal. ebben a kivételes esetben a két fázis határfelületénél nem alakul ki elektromos kettős réteg

az elektromos kettős réteg 2 fegyverzete között kialakuló potkült nevezzük elektródpotenciálnak.
Nerst féle epot egyenlet: Et=Enul t +2,303*RT/zF*lg[ox]felsőindexb/[red]felsőindexa

standardpotenciál : a ~ az egységnyi aktivitások esetén mérhető elektród pottal egyezik meg. Et=Etnull
a 0 elektród potú elektródot nem sikerült készíteni, így az abszolút elektród pot értékét nem ismerjük.
a gyakorlatban úgy járunk el hogy valamelyik epotot önkényesen 0nak választjuk és a többi elektród standard potenciáját ezzel összekapcsolt galvánelem segítségével mérjük meg. az ún. normál hidrogén elektród epotenciáját választjuk 0nak erre vonatkoztatjuk a többi elektród standard potjét.