ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ - ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ. Χρήστος Παππάς Επίκουρος Καθηγητής

Σχετικά έγγραφα
3 η Εργαστηριακή άσκηση Γαλβανικά στοιχεία

Περιβαλλοντική Γεωχημεία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 : ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ, ΗΕΔ, ΓΕΦΥΡΑ ΑΛΑΤΟΣ, ΣΤΟΙΧΕΙΟ DANIELL, ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ, ΠΡΟΤΥΠΑ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ.

ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΙΚΕΣ ΟΓΚΟΜΕΤΡΗΣΕΙΣ

ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙΚΑ ΚΕΛΙΑ

Κατηγορίες οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων.

Κεφάλαιο 10 Βασικές Αρχές Οξειδοαναγωγής

Χημεία (για Φυσικούς) 1 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ, ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

Η ηλεκτροχηµεία µελετά τις χηµικές µεταβολές που προκαλούνται από ηλεκτρικό ρεύµα ή την παραγωγή ηλεκτρισµού από χηµικές αντιδράσεις.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Ανόργανη Χημεία Ι. Ηλεκτροχημεία. Διδάσκοντες: Αναπλ. Καθ. Α. Γαρούφης, Επίκ. Καθ. Γ.

Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Χηµικές Εξισώσεις Οξειδοαναγωγικών Αντιδράσεων

ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ. Κλάδος Χημείας που ασχολείται με τις αντιδράσεις οξείδωσης αναγωγής, που είτε παράγουν είτε χρησιμοποιούν ενέργεια.

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ LATIMER Επ. Καθηγητής Γερ. Μαλανδρίνος

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά. στοιχεία. Κεφ.6 ηλεκτρολυτικά. στοιχεία. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π.

Παππάς Χρήστος. Επίκουρος καθηγητής

5η ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ (Ηλεκτροχημεία)

Άσκηση. Ισχυρό οξύ: Η 2 SeO 4 Ασθενές οξύ: (CH 3 ) 2 CHCOOH Ισχυρή βάση: KOH Ασθενής βάση: (CH 3 ) 2 CHNH 2

Διάβρωση και Προστασία. Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους Μάθημα 1ο

Αντιδράσεις οξείδωσης - αναγωγής

Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π. OFF V/dc. A/ac A/dc V/Ω + γέφυρα άλατος. κίνηση κατιόντων.

ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ B ΛΥΚΕΙΟΥ

ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΝΑΓΩΓΗ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Ανόργανη Χημεία Ι. Ηλεκτροχημεία. Διδάσκοντες: Αναπλ. Καθ. Α. Γαρούφης, Επίκ. Καθ. Γ.

ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΙΚEΣ ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ. Αριάδνη Αργυράκη

ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά στοιχεία. Κεφ.4 εξίσωση του Nernst. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π.

5. ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ- ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ

ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΛΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α. Χημική Θερμοδυναμική) 1 η Άσκηση 1000 mol ιδανικού αερίου με cv J mol -1 K -1 και c

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α. Χημική Θερμοδυναμική) H 298

Διάβρωση και Προστασία. Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους Μάθημα 1ο

ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΝΑΓΩΓΗ

7. Ποιός είναι ο τρόπος γραφής της οξειδοαναγωγικής ημιαντίδρασης στο ημιστοιχείο;

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά στοιχεία. Κεφ.1 Ηλεκτροδιαλυτική τάση. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π.

1 η Σειρά προβλημάτων στο μάθημα Εισαγωγική Χημεία

Τύποι Χημικών αντιδράσεων

4. Ηλεκτρικές πηγές και Χημεία.

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ Μ.Ε ΠΡΟΟΔΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜ/ΝΙΑ: ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 3 ώρες

=Διορθώσεις και εντός-εκτός ύλης σχολικού βιβλίου=

ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ

Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής ανήκουν εκείνες οι αντιδράσεις στις οποίες ορισμένα άτομα μεταβάλλουν αριθμό οξείδωσης.

Δυναμικά στην διεπιφάνεια ηλεκτροδίου Ηλεκτρική διπλοστοιβάδα Ηλεκτρόδια-Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις Ηλεκτροχημικά στοιχεία

ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Ι Θέμα ασκήσεως Αρχή μεθόδου Θεωρία

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 1 ΑΡΙΘΜΟΣ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ-ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ

Οξειδοαναγωγή. Εισαγωγική Χημεία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΗΜΙΣΤΟΙΧΕΙΑ, ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ, ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΗΜΙΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Ηλεκτρόλυση νερού ή ηλεκτρόλυση αραιού διαλύματος θειικού οξέος με ηλεκτρόδια λευκοχρύσου και με χρήση της συσκευής Hoffman.

ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΛΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α. Χημική Θερμοδυναμική) 1 η Άσκηση

Ημερομηνία: Πέμπτη 12 Απριλίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΙΣ - ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

3.5 Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

2 η ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ. Ημερομηνία: Σάββατο 4 Μαΐου 2019 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 A ΦΑΣΗ ΧΗΜΕΙΑ

Α. Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης

Εργαστηριακός υπολογισμός του πρότυπου δυναμικού ενός οξειδοαναγωγικού ημιστοιχείου.

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΗ

ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ. γ) Cl2 (ομοιοπολική ένωση) To μόριο του HCl έχει ηλεκτρονιακό τύπο: H( C

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 A ΦΑΣΗ ΧΗΜΕΙΑ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ

Συνοπτική Θεωρία Χημείας Α Λυκείου. Χημικές αντιδράσεις. Πολύπλοκες

Κεφάλαιο 3 Χημικές Αντιδράσεις

ΤΕΣΤ 30 ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Φυσικοχημεία για Βιολόγους ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ

Οξείδωση: Αναγωγή: Οξειδωτικό Αναγωγικό

Βιοχημικές Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

πόλος αποφόρτιση (γαλβανικό στοιχ.) φόρτιση (ηλεκτρολυτικό στοιχ.) (αυθόρµητη λειτουργία) (εξαναγκασµένη λειτουργία zfe c = w el (1) 7-1

Υδροχημεία. Ενότητα 10: Οξείδωση - Αναγωγή. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά στοιχεία. Κεφ.2 ημιστοιχείο. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π.

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

Επαναληπτικές ασκήσεις. Επαναληπτικές ασκήσεις Β Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης.

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 17: Οξειδοαναγωγή & ηλεκτροχημεία

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

Διάβρωση και Προστασία. Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους Μάθημα 3ο

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΦΥΕ22 (ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ) 2 ο Μέρος: ΑΣΚΗΣΕΙΣ (75 %) Διάρκεια: 3 ώρες και 45 λεπτά ( ) Α. Χημική Θερμοδυναμική

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 2 η : Αντιδράσεις σε Υδατικά Διαλύματα. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά στοιχεία. Κεφ.7 ασκήσεις βιβλιογραφία. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Ερωτήσεις θεωρίας Τύπου Α

ΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 16: Χημική Ισορροπία. Ντεϊμεντέ Βαλαντούλα Τμήμα Χημείας. Χημική ισορροπία

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 14/06/2019

ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Για τη Β τάξη Λυκείου ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ

ΘΕΜΑ Στις χημικές ουσίες Ο 3, CO 2, H 2 O 2, OF 2 ο αριθμός οξείδωσης του οξυγόνου είναι αντίστοιχα:

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Ερωτήσεις πολλαπλης επιλογής στην οξειδοαναγωγή (1ο κεφάλαιο Γ Θετική 2015)

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 3 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ ΕΚΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ

ΟΙ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ- Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

Βιοχημικές Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Τα βήματα που ακολουθούνται σε ένα στοιχειομετρικό πρόβλημα παρουσιάζονται στο παρακάτω διάγραμμα ροής:

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο της φυσικοχημείας που ερευνά τις διεργασίες που. και οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος (ηλεκτρόνια, ιόντα).

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3( ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ - ΑΝΑΓΩΓΗΣ!

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΛΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ α.ε Διάρκεια: 3 ώρες και 30 λεπτά ( ) Α. Χημική Θερμοδυναμική

Ηλεκτροχημεία Ισορροπίας. Κωνσταντίνος Βλάχος Τμήμα Χημείας Π. Ι. 2018

Οξειδοαναγωγή. Χρήστος Κρούπης, MSc, PhD. Επίκουρος Καθηγητής Κλινικής Βιοχημείας Αττικόν Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΤΙΣ ΜΕΣΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΑΠΟΣΥΝΘΕΣΕΩΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΩΝ

Η έννοια της διάβρωσης

Επιμέλεια: Φροντιστήρια «ΟΜΟΚΕΝΤΡΟ ΦΛΩΡΟΠΟΥΛΟΥ»

ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ

Transcript:

- ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ Χρήστος Παππάς Επίκουρος Καθηγητής 1

Οξείδωση ονομάζεται η αύξηση του αριθμού οξείδωσης. Κατά τη διάρκεια της οξείδωσης αποβάλλονται ηλεκτρόνια. Αναγωγή ονομάζεται η μείωση του αριθμού οξείδωσης. Κατά τη διάρκεια της αναγωγής προσλαμβάνονται ηλεκτρόνια. αναγωγή Zn(s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu(s) οξείδωση Αναγωγικό Οξειδωτικό 2

Ημιαντιδράσεις Ημιαντίδραση οξείδωσης Ημιαντίδραση αναγωγής 3

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε όξινο περιβάλλον Έστω η χημική αντίδραση: Για να κάνουμε ισοστάθμιση της χημικής αντίδρασης ακολουθούμε τη παρακάτω διαδικασία. 1. Γράφουμε τις ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής χωρίς ηλεκτρόνια. 4

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε όξινο περιβάλλον 2. Ισοσταθμίζουμε τα άτομα που οξειδώνονται και ανάγονται. Τα άτομα Ο ισοσταθμίζονται προσθέτοντας τον ανάλογο αριθμό μορίων Η 2 Ο στο κατάλληλο μέλος κάθε ημιαντίδρασης. H 2 O + HNO 2 NO 3 - Cr 2 O 7 2-2Cr 3+ + 7H 2 O 5

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε όξινο περιβάλλον 3. Ισοσταθμίζουμε τα άτομα H προσθέτοντας τον ανάλογο αριθμό Η + στο κατάλληλο μέλος κάθε ημιαντίδρασης. 6

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε όξινο περιβάλλον 4. Ισοσταθμίζουμε το ηλεκτρικό φορτίο προσθέτοντας τον ανάλογο αριθμό e στο κατάλληλο μέλος κάθε ημιαντίδρασης. 7

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε όξινο περιβάλλον 5. Πολλαπλασιάζουμε κάθε ημιαντίδραση με έναν κατάλληλο συντελεστή, ώστε σε κάθε ημιαντίδραση να υπάρχει ίδιος αριθμός e. 8

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε όξινο περιβάλλον 6. Προσθέτουμε αλγεβρικά τις δύο ημιαντιδράσεις. 9

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον Έστω η χημική αντίδραση: Για να κάνουμε ισοστάθμιση της χημικής αντίδρασης ακολουθούμε τη παρακάτω διαδικασία. 1. Γράφουμε τις ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής χωρίς ηλεκτρόνια. 10

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 2. Ισοσταθμίζουμε τα άτομα που οξειδώνονται και ανάγονται. Τα άτομα Ο ισοσταθμίζονται προσθέτοντας τον ανάλογο αριθμό μορίων Η 2 Ο στο κατάλληλο μέλος κάθε ημιαντίδρασης. 11

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 4. Ισοσταθμίζουμε τα άτομα H προσθέτοντας τον ανάλογο αριθμό Η + στο κατάλληλο μέλος κάθε ημιαντίδρασης. 12

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 5. Προσθέτουμε τον κατάλληλο ανάλογο αριθμό ΟΗ - ώστε να εξουδετερωθούν τα Η +. Και στα δύο μέλη κάθε ημιαντίδρασης προσθέτουμε τον ίδιο αριθμό ΟΗ -. 13

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 6. Τα Η + και τα ΟΗ - που βρίσκονται στο ίδιο μέλος αντιδρούν και παράγεται Η 2 Ο. 14

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 7. Επειδή εμφανίζονται μόρια Η 2 Ο στα πρώτα και στα δεύτερα μέλη των ημιαντιδράσεων, κάνουμε αναγωγή ομοίων όρων. 15

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 8. Ισοσταθμίζουμε το ηλεκτρικό φορτίο προσθέτοντας τον ανάλογο αριθμό e στο κατάλληλο μέλος κάθε ημιαντίδρασης. 16

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 9. Πολλαπλασιάζουμε κάθε ημιαντίδραση με έναν κατάλληλο συντελεστή, ώστε σε κάθε ημιαντίδραση να υπάρχει ίδιος αριθμός e. 17

Ισοστάθμιση οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων 2. Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε βασικό περιβάλλον 10. Προσθέτουμε αλγεβρικά τις δύο ημιαντιδράσεις. 18

Ηλεκτροχημικά στοιχεία Zn e KCl, 5% άγαρ Cu ZnSO 4 CuSO 4 Cl - K + Γέφυρα άλατος ΑΝΟΔΟΣ Μεταφορά e από το αναγωγικό στο οξειδωτικό. ΚΑΘΟΔΟΣ 19

Ηλεκτροχημικά στοιχεία e I Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος Η μάζα του Zn μειώνεται ενώ του Cu αυξάνεται. Η γέφυρα άλατος κλείνει το κύκλωμα και διατηρεί την ηλεκτρική ουδετερότητα σε κάθε δοχείο. Στο πρώτο δοχείο τα παραγόμενα Zn 2+ εξουδετερώνονται από Cl - ενώ στο δεύτερο δοχείο η μείωση των Cu 2+ αναπληρώνεται από Κ +. ΑΝΟΔΟΣ Γέφυρα άλατος ΚΑΘΟΔΟΣ 20

e e ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ Ηλεκτροχημικά στοιχεία Το Ε cell αντιπροσωπεύει την κινητήρια δύναμη της χημικής αντίδρασης. Αν το ηλεκτροχημικό στοιχείο συνδεθεί με μια ανεξάρτητη πηγή μεταβλητής τάσης αλλά η τάση του Ε να είναι αντίθετη της Ε cell τότε υπάρχουν τρεις περιπτώσεις: 1. Αν Ε < E cell θα υπάρχει ροή ηλεκτρονίων προς τα δεξιά, δηλαδή θα πραγματοποιείται η αντίδραση 2. Αν Ε = E cell δεν θα υπάρχει ροή ηλεκτρονίων και επομένως δεν πραγματοποιείται καμία αντίδραση. 3. Αν Ε > E cell θα υπάρχει ροή ηλεκτρονίων προς τα αριστερά, δηλαδή θα πραγματοποιείται η αντίδραση 21

Πρότυπα δυναμικά αναγωγής Σε κάθε ηλεκτρόδιο λαμβάνει χώρα μια ημιαντίδραση. Άρα σε κάθε ηλεκτρόδιο αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη (δυναμικό ηλεκτροδίου). Η διαφορά των δυναμικών των δύο ηλεκτροδίων λέγεται δυναμικό στοιχείου (E cell ). Ε cell = Ε ΚΑΘΟΔΟΥ - Ε ΑΝΟΔΟΥ ή Ε cell = Ε ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ + Ε ΑΝΑΓΩΓΗΣ Όταν η μέτρηση πραγματοποιηθεί σε πρότυπες συνθήκες ( 298 K, 1 atm, 1M), το δυναμικό του στοιχείου λέγεται πρότυπο δυναμικό στοιχείου (Ε 0 cell). Όταν η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική, το στοιχείο λέγεται γαλβανικό ή βολταϊκό ενώ όταν η ηλεκτρική μετατρέπεται σε χημική ηλεκτρολυτικό. 22

Πρότυπα δυναμικά αναγωγής (Ε 0 ) Οι δύο ημιαντιδράσεις (οξείδωση αναγωγή) είναι αδύνατον να λαμβάνουν χώρα μεμονωμένα. Άρα είναι αδύνατον να μετρηθεί το δυναμικό κάθε ημιαντίδρασης χωριστά. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιείται ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς στο οποίο αυθαίρετα το δυναμικό του ορίσθηκε το μηδέν. Ως ηλεκτρόδιο αναφοράς επιλέχθηκε το ηλεκτρόδιο Η 2. E E E 0 0 0 cell 2 Zn / Zn H / H2 0 0 E E 2 cell Zn/ Zn 23

Πρότυπα δυναμικά αναγωγής 24

Πρότυπα δυναμικά αναγωγής Σε ποια κατεύθυνση οδεύει μια αντίδραση; 1. Αν E cell > 0, η αντίδραση πραγματοποιείται προς τα δεξιά. 2. Αν E cell < 0, η αντίδραση πραγματοποιείται προς τα αριστερά. 25

Πρότυπα δυναμικά αναγωγής ΑΣΚΗΣΗ Δίνεται το ηλεκτροχημικό στοιχείο: 1. Σε ποια κατεύθυνση πραγματοποιείται η χημική αντίδραση; 2. Ποια η χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα; 3. Ποια η άνοδος και η κάθοδος του ηλεκτροχημικού στοιχείου; Δίνονται τα κανονικά δυναμικά οξειδοαναγωγής: 0 0 E 0,440V,E 1,66V Fe / Fe Al / Al 2 3 (aq ) (s ) ( aq ) (s) ΛΥΣΗ 1. Έστω ότι η χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα είναι αυτή που δείχνει το ηλεκτροχημικό στοιχείο. Οι ημιαντιδράσεις που πραγματοποιούνται καθώς και η συνολική αντίδραση είναι οι εξής: 26

Πρότυπα δυναμικά αναγωγής ΑΣΚΗΣΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Επειδή το δυναμικό της αντίδρασης είναι μικρότερο του μηδενός, η αντίδραση οδεύει προς τα αριστερά. 1. Στη πρώτη ημιαντίδραση το πρόσημο αντιστρέφεται διότι το δεδομένο δυναμικό αφορούσε τη μετατροπή του Fe 2+ σε Fe. 2. Το δυναμικό δεν μεταβάλλεται αν η ημιαντίδραση πολλαπλασιαστεί με κάποιον συντελεστή. 27

Πρότυπα δυναμικά αναγωγής ΑΣΚΗΣΗ 2. Δηλαδή η αντίδραση που λαμβάνει χώρα είναι η: 3. Επομένως κάθοδος είναι η Fe 2+ /Fe και άνοδος η Al/Al 3+. 28

Σχέση ελεύθερης ενέργειας Gibbs και πρότυπου δυναμικού Ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο χαρακτηρίζεται ως αντιστρεπτό όταν η οξειδοαναγωγική αντίδραση μπορεί να λάβει χώρα και κατά τις δύο κατευθύνσεις. Μεταξύ της ελεύθερης ενέργειας και του δυναμικού ενός αντιστρεπτού ηλεκτροχημικού στοιχείου ισχύει η σχέση: ΔG=-nFE cell ΔG= η ελεύθερη ενέργεια n= ο αριθμός των mol των ηλεκτρονίων που μεταφέρονται κατά την αντίδραση F= η σταθερά Faraday (96485 C) E 0 cell= το δυναμικό του ηλεκτροχημικού στοιχείου Η παραπάνω σχέση σε πρότυπη κατάσταση γίνεται: ΔG 0 =-nfe 0 cell (1) 29

Σχέση ελεύθερης ενέργειας Gibbs και πρότυπου δυναμικού ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ 1. Σε μια αυθόρμητη αντίδραση ισχύει ότι ΔG 0 <0 και επομένως με βάση τη σχέση (1) E 0 cell>0. 2. Γνωρίζουμε ότι ΔG 0 =-2,303RTlogK (2). Από τις σχέσεις (1) και (2) προκύπτει ότι: E 0 cell 0, 0592 n log K Κ= σταθερά ισορροπίας μιας αμφίδρομης αντίδρασης. 30

Σχέση ελεύθερης ενέργειας Gibbs και πρότυπου δυναμικού ΑΣΚΗΣΗ Να υπολογιστεί η σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης 0 Δίνονται: E 2 0, 44V και Fe / Fe E 0 Na / Na 2, 71V ΛΥΣΗ 31

Σχέση ελεύθερης ενέργειας Gibbs και πρότυπου δυναμικού ΑΣΚΗΣΗ E 0 cell 0, 0592 n log K 0 necell 2.2, 27 log K 76,689 0, 0592 0, 0592 76 K 4, 9.10 32

Εξίσωση Nerst Έστω η χημική αντίδραση Τότε η ελεύθερη ενέργεια Gibbs δίνεται από τη σχέση: c d 0 [C] [D] G G RTln [A] a [B] b Λαμβάνοντας υπόψη το πηλίκο της αντίδρασης Q και μετατρέποντας το φυσικό λογάριθμο σε δεκαδικό, η παραπάνω σχέση γίνεται: ΔG=ΔG 0 + 2,303 RTlog Q (1) 33

Εξίσωση Nerst Επειδή ΔG=-nFE cell και ΔG 0 =-nfe 0 cell Η σχέση (1) μετασχηματίζεται στην -nfe cell = -nfe 0 cell + 2,303logQ 0 2,303 Ecell Ecell RTlog Q nf Εξίσωση Nerst 34

Εξίσωση Nerst ΑΣΚΗΣΗ Προβλέψτε αν η αντίδραση Co (s) + Fe 2+ (aq) Co 2+ (aq) + Fe (s) είναι αυθόρμητη κατά τη φορά που αναγράφεται όταν [Co 2+ ]=0,15 M και [Fe 2+ ]=0,68 M. Δίνονται τα κανονικά δυναμικά Co 2+ /Co=-0,28 V, Fe 2+ /Fe=- 0,44 V, R=8,314 J/k.mol, T=298 K, F=96500 C. ΛΥΣΗ Αρχικά βρίσκουμε το Ε 0 cell της αντίδρασης. 35

Εξίσωση Nerst ΑΣΚΗΣΗ Με χρήση της εξίσωσης Nerst, αντικαθιστώντας τα δεδομένα υπολογίζουμε την τιμή του E cell : [Co ] E E log nf [Fe ] 2 0 2, 303RT (aq) cell cell 2 (aq) J 2, 303.8, 314 298K 0,15M E K.mol cell 0,16 log 0,14V 2.96500C 0, 68M Επειδή E cell <0 η χημική αντίδραση δεν είναι αυθόρμητη όπως αναγράφεται αλλά κατά την αντίθετη φορά. 36

Διαγράμματα δυναμικών αναγωγής ή Διαγράμματα Latimer Είναι διαγράμματα για στοιχεία που εμφανίζουν περισσότερες από δύο οξειδωτικές καταστάσεις. Χρησιμεύουν στη πρόβλεψη της σταθερότητας των διαφόρων οξειδωτικών καταστάσεων καθώς και στη πρόβλεψη των προϊόντων ορισμένων αντιδράσεων οξειδοαναγωγής. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Το δυναμικό +2,20 V υποδηλώνει τον έντονο οξειδωτικό χαρακτήρα του FeO 2-4, δηλαδή ανάγεται πολύ εύκολα σε Fe 3+. Αντίθετα το δυναμικό -0,44 V δείχνει ότι ο Fe είναι αναγωγικός και μετατρέπεται σε Fe 2+. 37

Διαγράμματα δυναμικών αναγωγής ή Διαγράμματα Latimer Με τα διαγράμματα Latimer μπορούμε να υπολογίσουμε το κανονικό δυναμικό μεταξύ οποιωνδήποτε οξειδωτικών καταστάσεων και όχι μόνον των γειτονικών. G G G... G 0 0 0 0 1 2 n FE n FE n FE... n FE 0 0 0 0 1 1 2 2 E n E n E... n E 0 1 1 2 2 n Όπου η 0λ =η 1 + η 2 + + η ν 38

Διαγράμματα δυναμικών αναγωγής ή Διαγράμματα Latimer ΑΣΚΗΣΗ Από το παρακάτω διάγραμμα Latimer να υπολογιστεί το δυναμικό της ημιαντίδρασης FeO 2-4 Fe. ΛΥΣΗ Ο Fe στο FeO 2-4 έχει αριθμό οξείδωσης +6. Επομένως ανάγεται, αρχικά, σε +3. Επομένως η 1 =3. Ακολούθως από +3 ανάγεται σε +2 (η 2 =1) και τέλος από +2 σε 0 (η 3 =2). 39

Διαγράμματα δυναμικών αναγωγής ή διαγράμματα Latimer Αντικαθιστώντας στον τύπο E n E n E... n E 0 1 1 2 2 n τα δεδομένα προκύπτει ότι: 0 3.2, 20V 1.0, 77V 2.( 0, 44V) E 6 1, 08V 40

Διαγράμματα δυναμικών αναγωγής ή διαγράμματα Latimer ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ 1. Μεταξύ τριών διαδοχικών οξειδωτικών καταστάσεων, αν το δυναμικό από αριστερά είναι μεγαλύτερο του δυναμικού από δεξιά, τότε οι εκατέρωθεν της μεσαίας οξειδωτικές καταστάσεις οδεύουν προς τη μεσαία. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Με βάση το παραπάνω διάγραμμα αν στο ίδιο διάλυμα βρεθούν τα FeO 4 2- και Fe 2+ αντιδρούν και μετατρέπονται σε Fe 3+. 41

Διαγράμματα δυναμικών αναγωγής ή διαγράμματα Latimer Αυτό γίνεται φανερό από τη πρόσθεση των αντίστοιχων ημιαντιδράσεων. 3X(Fe 2+ Fe 3+ + e) E 20 =-0,77 V 1Χ(FeO 4 2- + 8H + + 3e Fe 3+ + H 2 O) E 10 =2,20 V 3Fe 2+ + FeO 4 2- + 8H + 4Fe 3+ + 4H 2 O ΔΕ 0 =1,43 V 42

Διαγράμματα δυναμικών αναγωγής ή διαγράμματα Latimer 2. Αν μεταξύ τριών διαδοχικών οξειδωτικών καταστάσεων το δυναμικό δεξιά είναι μεγαλύτερο του δυναμικού αριστερά, τότε η μεσαία οξειδωτική κατάσταση αυτοοξειδοανάγεται στις δύο εκατέρωθεν αυτής. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Με βάση το παραπάνω διάγραμμα το Η 2 Ο 2 αυτοοξειδοανάγεται σε Ο 2 και Η 2 Ο. 43

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Ισοσταθμίστε τις παρακάτω χημικές αντιδράσεις. Η πρώτη λαμβάνει χώρα σε όξινο και η δεύτερη σε βασικό περιβάλλον. ClO 3- + I - Cl - +I 2, Cl 2 Cl - + ClO 3-. 2. Εξετάστε αν η χημική αντίδραση που περιγράφεται από το παρακάτω γαλβανικό στοιχείο είναι αυθόρμητη ή όχι. Δίνονται τα κανονικά δυναμικά οξειδοαναγωγής των: Sn 2+ /Sn και Pb 2+ /Pb -0,136 V και -0,126 V αντίστοιχα. Επίσης η θερμοκρασία είναι 25 0 C, R=8,314 J.mol -1.K -1, F=96485 C.mol -1. 3. Το ηλεκτροχημικό στοιχείο που περιγράφεται από τη χημική εξίσωση Zn 2+ (aq) + Cu (s) Zn (s) + Cu 2+ (aq), έχει κανονικό δυναμικό -1,100 V. Σχεδιάστε το ηλεκτροχημικό στοιχείο ώστε να λειτουργεί αυθόρμητα. Ποια η άνοδος και η κάθοδος; Γράψτε τις σχετικές ημιαντιδράσεις. 44

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Γ. Πνευματικάκης, Χ. Μητσοπούλου, Κ. Μεθενίτης Εκδόσεις «Αθ. Σταμούλης», Αθήνα 2006 2. Βασική Ανόργανη Χημεία, 6 η έκδοση Ν. Δ. Κλούρας Εκδόσεις «Π.Τραυλός», Αθήνα 2002 3. Γενική Χημεία, τόμος Ι Ν. Κ. Ανδρικόπουλος Εκδόσεις «Μπιστικέα», Αθήνα 2006 45