4

Elektrokémiai, alapok

Írta: Rauscher Ádám

Bemutató: Kutsán György

Kémia

• Reakciók:– Bomlás (cement)

– Cserebomlás (márvány)

– Egyesülés (rozsda)

– Oxidáció-redukció (elektronátmenet) (fémek)

Elektrokémia

• Az anyagok: vezetők, szigetelők, félvezetők

• Vezetők: fémes, ionos, szerves

• Ionos vezetők: oldatok, olvadékok (elektrolitok)

Elektrokémiai rendszer

• Elektrolit

• Elektród

• Fémes vezető

• Műszer

Az első elektromos elem

• Volta elem

Elektródok

• Elsőfajú elektródok: fém saját ionjait tartalmazó oldatba merül. Pl.: Cu2+/Cu

• Másodfajú elektródok: fém és rosszul oldódó sójának ionjait tartalmazó oldat. Pl.:Ag+/Ag

• Redoxielektródok Pl.: Fe3+/Fe2+

• Keverékelektródok

Elektrokémiai reakciók

• Megállapodás: mindig redukció irányába írjuk fel a „félreakciókat”: katódos reakció

Cu2+(aq) + 2e- Cu (sz)

2 H+(aq) + 2e- H2 (g)

2H2O + 2e- H2 (g) + 2OH-

O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

Celladiagram• │ fázishatár,

• ¦ diffúziós potenciál fellép

• ║ nincs diffúziós potenciál

• Daniell elemre:Zn(s) │ ZnSO4(aq) ║ CuSO4(aq) │ Cu(s)

V

Termodinamika

• A rendszer belső energiája: U=q + w=TS + pV + wel

• A rendszer által végzett elektromos munka:

-wel =-GT,p= E I t = E Q = nF E

• Az egyensúlyi állandó: G =- RT ln K

• Azaz:E

RT

nF

eK

Termodinamika

• Cellapotenciál:rG=-zFEcella

• Elektromotoros erő:EME=Ek-Ea

• Galváncella: rG<0

• Elektrolízis:rG>0

Nernst

• Hidrogénelektród:

Pt(sz) │H2(g) │H+

E=a+b lg cH+

b=59 mV

rG= rG0 + RT ln(Q)

SHE

1. Platinázott platina

2. H2 bevezetése

3. H+ oldat

4. Gázszűrő

5. Oldatcsere

Nernst egyenlet

H+(aq) + e- ½ H2 (aq)

Q=[H2 (aq)]½/[H+]

ppkH Haq /*][2)(2

oH

Hoo

pf

a

zF

RTEQ

zF

RTEE

/lnln

2