Za opću reakciju nekog redoks-sustava
ovisnost elektrodnog potencijala redoks sustava o aktivitetu oksidiranog i reduciranog oblika u otopini daje nam Nernstova jednadžba za elektrodni potencijal:
gdje je E = elektrodni potencijal redoks-sustava
E° = standardni elektrodni potencijal redoks-sustava
R = univerzalna plinska konstanta
T = termodinamička temperatura
F = Faradayeva konstanta
z = broj elektrona koji se izmjenjuju u redoks-reakciji
aO = aktivitet oksidiranog oblika
aR = aktivitet reduciranog oblika
n = stehiometrijski koeficijent oksidiranog oblika
m = stehiometrijski koeficijent reduciranog oblika
Galvanski članak (naponski članak, Voltin članak) jest elektrokemijski članak u kojem se kemijska energija spontano pretvara u električnu. Galvanski članak sastoji se od dva polučlanka, a svaki polučlanak od elektrode uronjene u elektrolit. Elektrolit može biti zajednički za obje elektrode ili različit za svaku elektrodu. Dva elektrolita odvajamo polupropusnom membranom ili ih spajamo elektrolitskim mostom. Ako se elektrode povežu nekim vodičem, elektroni putuju kroz vodič od negativnog pola prema pozitivnom polu.
Danielov članak je primjer galvanskog članka. Sastoji se od bakrene i cinkove elektrode, a kao elektrolit služe otopine bakrova(II) sulfata i cinkova sulfata odijeljene polupropusnom membranom. Kada se elektrode spoje električnim vodičem kroz strujni krug će proteći električna struja. Na negativnom polu (cinkovoj elektrodi) zbiva se proces oksidacije A na pozitivnom polu (bakrenoj elektrodi) zbiva se proces redukcije.
Elektromotornu silu galvanskog članka možemo izračunati iz razlike redoks potencijala tvari koja se reducirala (bakra) i tvari koja se oksidirala (cinka).
Galvanski članak može se shematski prikazati upotrebom okomite crte. Uobičajeno je da se oksidirana vrsta piše s lijeve strane.
Ime je dobila u čast talijanskog znanstvenika i liječnika Luigia Galvania (1737.-1798.).
Pravilo okteta kaže da se kemijska svojstva elemenata redovito ponavljaju s porastom atomske mase i da su svojstva svakog osmog elementa slična. Budući da svi plemeniti plinovi osim helija imaju po osam elektrona u svojoj vanjskoj ljusci, takva se stabilna elektronska konfiguracija zove pravilo okteta. U kemijskim reakcijama atomi elemenata imaju tendenciju da reagiraju na način da postignu elektronsku konfiguraciju plemenitog plina koji im je najbliži u periodnom sustavu elemenata. Postoji mnogo iznimaka ovog pravila.
Potenciometrijska titracija je volumetrijska metoda kojom se mjeri potencijal između dvije elektrode (referentne i indikatorske elektrode) kao funkcija dodanog volumena reagensa. Temeljni princip potenciometrijske titracije je određivanje nepoznate koncentracije ispitivane otopine titracijom s nekom standardnom otopinom pri čemu skokovita (nagla) promjena potencijala indikatorske elektrode ukazuje i određuje završnu točku titracije.
Instrumentalno određivanje završne točke ima niz prednosti u odnosu na korištenje indikatora. Vizualno određivanje završne točke opterećeno je subjektivnim faktorima, a ne može se koristiti u mutnim i obojenim otopinama. Potenciometrijske metode određivanja završne točke mogu se primijeniti, ne samo za kiselo-bazne titracije već i kod taložnih, redoks i drugih titracija.
Titracijska krivulja ima karakterističan sigmoidalni oblik. Dio krivulje s maksimalnom promjenom potencijala je ekvivalentna točka titracije. Točku ekvivalencije možemo točnije odrediti iz diferencijalne krivulje ΔE/ΔV gdje maksimum krivulje određuje točku ekvivalencije.
Selenij je 1817. godine otkrio Jons Jakob Berzelius (Švedska). Ime je dobio po grčkom nazivu za Mjesec - selene. To je amorfna ili kristalična crvena do siva krutina neugodnog mirisa koji se upije u kožu i teško odstranjuje. Ne reagira s vodom. Topljiv u alkalijama i nitratnoj kiselini. Gori na zraku. Metalni selenij je slab vodič električne struje, ali mu se vodljivost na svjetlu povećava i do tisuću puta. Selenij je otrovan ako se udiše ili proguta i ima kumulativni efekt. Nadražuje kožu i vjerojatno je kancerogen. Selenij je redoviti pratitelj sumpora. Dobiva se kao sporedni proizvod pri proizvodnji bakra (prženjem sulfidnih ruda). Upotrebljava se za izradu fotoelektričnih ćelija (osobito za fotokopiranje), u staklarskoj industriji za uklanjanje zelene boje i proizvodnji gume.
Standardna vodikova elektroda sastoji se od elektrode od spužvaste platine uronjene u otopinu vodikovih iona aktiviteta 1 kroz koju se propušta plinoviti vodik pod tlakom od 101 325 Pa. Standardna vodikova elektroda u članku dogovorno se prikazuje uvijek lijevo
Redoks-potencijal standardne vodikove elektrode, pri svim temperaturama, dogovorno je uzet kao 0.
Toksini su specifični i veoma učinkoviti otrovi koje proizvode živi organizmi. Obično se sastoje od aminokiselinskog lanca čija molekulska težina varira od nekoliko stotina (peptidi) do nekoliko stotina tisuća (bjelančevine). Oni, također, mogu biti i niskomolekularni organski spojevi. Toksine proizvode brojnih organizmi, primjerice bakterije, gljivice, alge ili biljke. Mnogi su od njih ekstremno otrovni; toksičnost im je i za nekoliko redova veličina veća od živčanih bojnih otrova. Botulin, toksin koji proizvodi bakterija Clostridium botulinum, najotrovnija je poznata tvar.
U polarografiji, Heyrovsky-Ilkovičeva jednadžba opisuje krivulju ovisnosti jakosti struje o potencijalu (polarografski val) reverzibilnih redoks sustava
gdje je R opća plinska konstanta, T je apsolutna temperatura, F je Faradayeva konstanta, n je broj elektrona izmijenjenih u elektrodnoj reakciji a D i D1 su koeficijenti difuzije. E1/2 je potencijal karakterističan za danu reakciju i osnovni elektrolit (poluvalni potencijal).
Kako bi dobili E1/2 iz gornje jednadžbe nacrtat ćemo graf ovisnosti ln[(id-i)/i] o potencijalu. Vrijednost E1/2 očita se iz grafa u točki u kojoj pravac siječe ordinatu. Ako su procesi na elektrodi reverzibilni iz nagiba pravca (nF/RT) može se izračunati broj izmijenjenih elektrona, n.
Lennard-Jonesov potencijal (ili 12-6 potencijal) jednostavni je matematički model koji opisuje interakciju dva nevezana neutralna atoma (poznatu kao van der Waalsova interakcija). Predložio ga je 1924. britanski fizičar Sir John Edward Lennard-Jones (1894-1954). Lennard-Jonesov potencijal opisan je slijedećom reakcijom
gdje je: V potencijalna energija između dva atoma ili molekule, ε je dubina bunara i mjera je koliko jako dvije čestice privlače jedna drugu, σ je udaljenost na kojoj je potencijalna energija između dvije čestice jednaka nuli, r je udaljenost dvije čestice mjerena od centra jedne do centra druge čestice.
Generalić, Eni. "Redox potential." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav