پاورپوینت شیمی تجزیه

***1

فصل اول
الکترود ها و پیل های الکتروشیمیایی

***2

•هدف های رفتاری   فصل اول

•بعد از مطالعه این فصل باید درک شود.

• واکنش هایی که در سطح یک الکترود اتفاق می‏افتند .

• ساختمان سطح مشترک الکترود محلول.

•معادلات شیمیایی واکنش های اکسایش کاهش در الکترود ها .

• پیلهای گالوانی به صورت دونیمه پیل.

•طداحی پیل های گالوانی مورد استفاده در اندازه‏گیری پتانسیل استاندارد الکترود را طراحی.

• با استفاده از پتانسیلهای استاندارد الکترود، محاسبه پتانسیل پیلهای گالوانی.

• معادله نرنست و استفاده از آن برای محاسبه پتانسیل پیلها و فعالیت اجزاء محلول.

•کتربرد معادله نرنست  برای تعیین ثابت تعادل و جهت واکنش خود به ‏خودی، ثابت تفکیک اسیدها و بازهای ضعیف، ثابت حاصلضرب حلالیت رسوبها، ثابت تشکیل و ثابت ناپایداری کمپلکسها و غیره .

• منبع پتانسیل اتصال مایع.

• چگونگی به حداقل رساندن پتانسیلهای اتصال مایع.

• مفهوم پتانسیلهای فرمال الکترود.

• عبارتهای الکترود شناساگر و الکترود مرجع .

• ساختمان الکترودهای فلزی نوع اول، دوم و سوم.

• ساختمان انواع الکترودهای شاهد .

• ساختمان چند الکترود pH سنجی.

• قوانین IUPAC برای نمایش پیلهای گالوانی.

• الکترود های غشایی و دسته ‏بندی آنها .

• عوامل مؤثر بر الکترودها و روشهای استفاده بهینه از آنها

***3

•الکترود

•برای عبور جریان الکتریکی از محلول الکترولیت، باید دو هادی الکتریکی که الکترود نامیده می‏شوند، به درون محلول وارد شوند.

•یک الکترود می‏تواند سیم ساده‏ای از مس یا نقره و یا غشاء خاصی مانند الکترودهای یون‏گزین (ISE) باشد.

•با غوطه‏ور کردن قطعه تمیزی از یک فلز درون محلول حاوی یونهای آن فلز، برای مثال سیم مسی در محلول آبی سولفات مس، یک الکترود تشکیل می‏شود. دراین صورت دو واکنش امکان‏پذیر است.

• ابتدا اتم فلز الکترون ازدست داده و به صورت یون درون محلول قرار می‏گیرد.

• M(s)  Mn+(aq) + ne-

•Mn+(aq) + ne-    M(s)

•M(s)  Mn+(aq) + ne-
  

***4

•پیل گالوانی و سلول الکترولیز

•سیستمی که شامل دوالکترود غوطه‏ور در محلول الکترولیت است یا به عنوان پیل گالوانی و یا به عنوان سلول الکترولیز معروف است.

• باطری‏ها به‏عنوان پیل گالوانی و وان آبکاری به عنوان سلول الکترولیز، شناخته شده‏اند.

• در پیل گالوانی، بین دو الکترود اختلاف پتانسیل ایجاد می‏شود و درنتیجه مولد جریان الکتریکی است، اما در سلول الکترولیز اختلاف پتانسیل از منبع بیرونی به الکترودها اعمال می‏شود. 

***5

•سطح مشترک الکترود محلول

•درصورتی که واکنش رفت بر واکنش برگشت غلبه کند، فلز نسبت به محلول دارای بار الکتریکی منفی خواهد شد، و اگر واکنش برگشت بر واکنش رفت غلبه کند، فلز نسبت به محلول دارای بار الکتریکی مثبت خواهد شد

•اختلاف پتانسیلی در سطح مشترک الکترود محلول ایجاد می‏شود، که پتانسیل الکترود (E) نامیده شده و مقدار آن نه‏تنها به ماهیت فلز، بلکه به فعالیت آن بستگی دارد.

***6

•آند و کاتد

•الکترودی که در آن اکسایش اتفاق می‏افتد آند و الکترودی که در آن کاهش اتفاق می‏افتد کاتد نامیده می‏شود.

•در پیل گالوانی آند الکترود منفی و کاتد الکترود مثبت است، ولی در سلول الکترولیز آند الکترود مثبت و کاتد الکترود منفی است.

***7

•واکنشهای اکسایش کاهش در الکترودها

•واکنش های الکترودی مستلزم انتقال الکترون بین الکترود و گونه‏های موجود در محلول است.

•این واکنشها که شامل انتقال بار الکتریکی یا الکترون از یک گونه به گونه دیگرند، واکنشهای اکسایش کاهش نامیده می‏شوند.

• واکنشی که در آن یک گونه شیمیایی الکترون از دست می‏دهد، اکسایش نامیده می‏شود. برای مثال، مس می‏تواند دو الکترون از دست داده و به یون مس (II) تبدیل شود،

Cu(s)   Cu2+(aq) + 2e -