Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Chemia Ogólna Wykład 6.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Chemia Ogólna Wykład 6."— Zapis prezentacji:

1

2 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Chemia Ogólna Wykład 6

3 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej ELEKTROCHEMIA Każda reakcja redoks jest związana z przeniesieniem elektronu– elektrony przechodzą od formy zredukowanej do formy utlenionej.

4 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Jeśli procesy utleniania i redukcji zachodzą w tym samym czasie i miejscu – mamy do czynienia z procesem chemicznym. Jeśli procesy utleniania i redukcji są rozdzielone w czasie i przestrzeni, a wymiana ładunku następuje poprzez przewodnik elektronów(np. drut metalowy)– wówczas mówimy o procesie elektrochemicznym.

5 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Utlenianie żelaza (2+) jako: a) proces chemiczny, b) proces elektrochemiczny.

6 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektrody Elektroda Elektroda – powierzchnia metalu (lub innego przewodnika), na której zachodzi reakcja wymiany ładunku (utleniania, bądź redukcji). elektroda anoda katoda utlenianieredukcja

7 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Pierwiastek w równowadze ze swoimi jonami. Elektrody te dzielimy na gazowe i metaliczne. Elektrody gazowe Me X X n- –przewodnik metaliczny (najczęściej platyna), obmywany gazową postacią pierwiastka, zanurzony w roztworze jonów danego pierwiastka. X + ne X n- lub X X n+ + ne Elektrody I rodzaju

8 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Normalna Elektroda Wodorowa(NEW) Przewodnik elektronów (platyna pokryta czernią platynową) zanurzony w kwasie solnym (HCl) o aktywności a=1, nasycany gazowym wodorem (H 2 ) pod ciśnieniem 1 atm. (p=1atm.= Pa). E 0 = 0,000V

9 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Nasycona Elektroda Kalomelowa (NEK) Przewodnik elektronów (Pt) połączony z metaliczną rtęcią (Hg) pokrytą kalomelem – chlorkiem rtęci (I) (Hg 2 Cl 2 ) w nasyconym roztworze (KCl). E 0 = 0,241V

10 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektrody metaliczne Me Me n+ – metali zanurzony w roztworze jonów własnych Me Me n+ + ne

11 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Metal pokryty swoją trudno rozpuszczalną solą w równowadze z roztworem soli innego metalu o takim samym anionie. Me 1 Me­ 1 A (s) Me 2 A Elektrody II rodzaju

12 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Szybkość reakcji elektrochemicznej O, R – współczynniki stechiometryczne. W stanie równowagi: Wiedząc, że: oraz:

13 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Szybkość reakcji można zdefiniować jako: Zgodnie z prawem Fardaya: m - masa substancji, k – równoważnik elektrochemiczny, I - prąd, t - czas, M - masa molowa, n – liczba wymienionych elektronów, F – stała Faradaya( C/mol).

14 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Łącząc poprzednie wzory otrzymujemy: prądem wymiany. Prąd anodowy jest równy prądowi katodowemu i osiąga wartość I 0 zwaną prądem wymiany.

15 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Wiedząć, że szybkość reakcji jest proporcjonalna do stężenia, to zaś jest powiązane z aktywnością wzorem: Można zdefiniować prąd anodowy i katodowy jako: k 0 – stała szybkości reakcji, a O,a R – aktywności formy utlenionej i zredukowanej, - współczynnik symetrii bariery energetycznej, E 0 - potencjał normalny.

16 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej równanieNernsta Porównując do siebie prawe strony poprzednich równań otrzymany równanie Nernsta : Potencjał normalny Potencjał normalny – potencjał elektrody mierzony względem NEW (normalnej elektrody wodorowej), której potencjał wynosi 0.

17 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Pomiar potencjału elektrodowego Elektroda odniesienia Elektroda odniesienia – elektroda wykazująca potencjał niezmienny w czasie. Najważniejsze elektrody odniesienia: normalna elektroda wodorowa (NEW), nasycona elektroda kalomelowa (NEK), nasycona elektroda chlorosrebrna (Ag/AgCl/Cl – ).

18 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Szereg napięciowy Potencjał normalny elektrody metalowej Potencjał normalny elektrody metalowej – potencjał metalu zanurzonego w elektrolicie zawierającym jony tego metalu zmierzony względem NEW. Szereg napięciowy Szereg napięciowy – metale ułożone wg wzrastającego potencjału normalnego.

19 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Potencjały normalne niektórych metali w 25 o C

20 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Ogniwo Ogniwo Ogniwo – dwie elektrody zanurzone w elektrolitach, połączone przewodnikiem elektronów i mostkiem elektrolitycznym. Mostek (klucz) elektrolityczny jest to najczęściej U–rurka wypełniona neutralnym elektrolitem, pozwalającym na wymianę ładunku bez mieszania elektrolitów.

21 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Ogniwa ogniwa galwaniczneelektrolityczne spontaniczna reakcja redoks w ogniwie powo- duje przepływ prądu w obwodzie zewnętrznym reakcja redoks w ogniwie jest wymuszana przez przepływ prądu z zewnę- trznego źródła zasilania.

22 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Ogniwo PtH 2H 2 OO 2Pt pracujące jako: a) ogniwo galwaniczne, b) ogniwo elektrolityczne.

23 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Ogniwa galwaniczne Stos Volty – pierwsza bateria (1880) ZnH 2 SO 4Cu elektrolit cynk miedź A: Zn Zn 2+ +2e K: Cu2H + +2e H 2

24 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Ogniwo Daniella ZnZnSO 4 CuSO 4Cu A: Zn Zn 2+ +2e K: Cu 2+ +2e Cu

25 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Akumulator ołowiowy Pb|PbO 2 | H 2 SO 4, H 2 O|PbSO 4 |Pb Ładowanie: A: Pb 2+ +2H 2 O PbO 2 +4H + + 2e K: Pb 2+ +2e Pb Rozładowanie: A: Pb Pb 2+ +2e K: PbO 2 +4H + + 2e Pb 2+ +2H 2 O

26 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Akumulatory niklowo–kadmowe Cd|Cd(OH) 2 |KOH, H 2 O|NiOOH|Ni Ładowanie: A:2Ni(OH) 2 +2OH - 2NiOOH+2H 2 O+2e K: Cd(OH) 2 +2e Cd+2OH - Rozładowanie: A: Cd+2OH - Cd(OH) 2 +2e K: 2NiOOH+2H 2 O+2e 2Ni(OH) 2 +2OH -

27 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Bateria cynkowo–węglowa – ogniwo Leclanchego Zn|Zn +2 |NH 4 Cl|MnO 2 |C A: Zn Zn 2+ +2e K: 2NH e 2NH 3 +H 2 H 2 +2MnO 2Mn 2 O 3 +H 2 O 4NH 3 +Zn 2+[Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ metalowa zatyczka pręt węglowy osłona cynkowa MnO 2 pasta NH 4 Cl metalowe dno

28 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektroliza Elektroliza Elektroliza – proces podczas którego prąd elektryczny z zewnętrznego źródła zasilania powoduje zachodzenie na elektrodach reakcji utleniania i redukcji.

29 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektroliza wody w aparacie Hoffmana A: 2O 2- O 2 +4e K: 4H + +4e 2H 2

30 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektroliza wodnego roztworu NaCl. A: 2Cl - Cl 2 +2e K: 2H + +2e H 2

31 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektroliza stopionego NaCl. A: 2Cl - Cl 2 +2e K: 2Na + +2e 2Na

32 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektrolityczne otrzymywanie aluminium A: 6O 2- 3O 2 +12e C+O 2 CO 2 K: 4Al e 4Al

33 AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Elektropolerowanie srebra A: Ag Ag + +e K: Ag + +e Ag


Pobierz ppt "AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej Chemia Ogólna Wykład 6."

Podobne prezentacje


Reklamy Google