KEMIJSKI RJEČNIK

elektrokemijski članak    →   electrochemical cell

Elektrokemijski članak jest članak u kojem se pri odvijanju kemijske reakcije kemijska energija pretvara u električnu ili obrnuto. Sastoji se od dvije elektronski vodljive faze (metal ili poluvodič) koje se zovu elektrode, međusobno povezane ionski vodljivom fazom (vodene i nevodene otopine elektrolita, taline ili ionski vodljive čvrste tvari).

Pri svom prolazu kroz članak struja se mora mijenjati iz elektronske u ionsku i ponovo u elektronsku. Ove promjene vrste vodljivosti popraćene su oksido-redukcijskim reakcijama. Reakcije oksidacije i redukcije se odvijaju istovremeno, ali su prostorno odijeljene, a elektroda na kojoj se zbiva reakcija oksidacije zove se anoda, a elektroda na kojoj se zbiva redukcija jest katoda.

Daniellov članak    →   Daniell cell

Britanski kemičar John Frederic Daniell (1790-1845) predstavio je 1836. poboljšani naponski članak koji je davao stalnu struju tijekom rada. Daniellov članak galvanski je članak u kojem su anoda (cink) i katoda (bakar) uronjeni u sulfatno kiselu otopinu svojih iona. Otopine su razdvojene pregradom od porozne gline. U članku se spontano odvija redukcija Cu²⁺ iona i oksidacija cinka u Zn²⁺ uz elektromotornu silu od 1.100 V.

elektrodepozicija    →   electrodeposition

Elektrodepozicija, odnosno elektrotaloženje postupak je taloženja čvrstog materijala na elektrodnu površinu elektrolizom. Postoji jako puno postupaka elektrodepozicije metala. Ovaj postupak ne koristi se samo za elektrodepoziciju metala nego i za formiranje oksida anodnom oksidacijom (npr. magnezijev oksid i olovni(IV) oksid).

elektrodijaliza    →   electrodialysis

Elektrodijaliza je postupak dijalize ubrzan djelovanjem električnog polja. Dijalizator je podijeljen u tri dijela. Otopina koja se dijalizira teče kroz srednji odjeljak, između dviju polupropusnih membrana za pozitivne i negativne ione. Elektrode su smještene u pokrajnje odjeljke. Pod utjecajem električnog polja pozitivni ioni putovat će prema katodi (negativnoj elektrodi), a negativni ioni prema anodi (pozitivnoj elektrodi) čime se ubrzava putovanje iona kroz membranu. Tijekom dijalize čista voda nakuplja se uz elektrode a između membrana ostaje slana.

elektrodni potencijal    →   electrode potential

Elektrodni potencijal je potencijal elektrokemijske ćelije u kojoj je ispitivana elektroda spojena kao katoda a standardna vodikova elektroda (E = 0.000 V) kao anoda. Na katodi se uvijek događa redukcija a na anodi oksidacija.

Elektrodni potencijal je po definiciji redukcijski potencijal. Prema IUPAC-ovu dogovoru, izraz elektrodni potencijal namijenjen je isključivo za polureakcije napisane kao redukcije. Predznak elektrodnog potencijala određen je predznakom dotičnog polučlanka spojenog sa standardnom vodikovom elektrodom. Pozitivni predznak upućuje na to da je reakcija spontana u odnosu na standardnu vodikovu elektrodu, tj. da se polučlanak spontano ponaša kao katoda.

Članak za mjerenje elektrodnog potencijala sastoji se od standardne vodikove elektrode (dogovorno se piše lijevo)

i elektrode ispitivanog redoks-sustava (dogovorno se piše desno)

i može se shematski napisati kao

Elektromotorna sila (e.m.f.) ispitivanog redoks sustava jednaka je

Dogovorno je uzeto da je pri p(H₂) = 101325 Pa i a(H⁺) = 1.00, potencijal vodikove elektrode jednak je 0.000 V pri svim temperaturama. Posljedica je takve definicije da se ukupni potencijal svakoga galvanskog članka koji sadrži standardnu vodikovu elektrodu pripisuje drugoj elektrodi

elektroliza    →   electrolysis

Elektroliza je elektrokemijski proces pri kojem se uz pomoć vanjskog izvora struje na elektrodama (katodi i anodi) vrše reakcije oksidacije i redukcije.

elektroliti    →   electrolytes

Elektroliti su tvari koje rastaljene ili otopljene u vodi provode električnu struju. Taljenjem ili otapanjem disociraju na električki nabijene čestice (ione) koje provode električnu struju. Pri prolazu električne struje dolazi do prijenosa materije. Pozitivno nabijene čestice (kationi) putuju prema negativnom polu (katodi) a negativno nabijene čestice (anioni) putuju prema pozitivnom polu (anodi). Tekući metali obično se ne smatraju elektrolitima. Krute ionske vodiče (npr. natrijev sulfid) također ubrajamo u elektrolite. Ovisno o tome kako provode električnu struju tvari možemo podijeliti na jake elektrolite, slabe elektrolite i neelektrolite.

elektroforeza    →   electrophoresis

Elektroforeza je tehnika za analizu i separaciju koloida, temeljena na putovanju koloidnih iona pod utjecajem električnog polja. Pozitivne koloidne čestice putovat će prema katodi (negativnoj elektrodi), a negativne prema anodi (pozitivnoj elektrodi). Brzina migracije ovisit će o jakosti polja, naboju čestice i drugim faktorima, kao što su veličina i oblik koloidne čestice.

Veoma značajna je primjena elektroforeze u proučavanju bjelančevina (proteina), gdje se podešavanjem kiselosti otopine može kontrolirati brzina i smjer putovanja bjelančevine.

galvaniziranje    →   electroplating

Galvaniziranje je postupak nanašanja metalne prevlake na predmet upotrebom elektrolize. Predmet se uroni u otopinu koja sadrži sol metala koji se nanaša i spoji na negativni pol baterije. Pozitivni metalni ioni putuju prema katodi (predmetu) na kojoj se reduciraju do elementarnog stanja stvarajući na predmetu tanki metalni film.

Primjerice, posrebrenjivanje mesinganih ili niklenih predmeta radi se u otopini srebrovih iona. Predmeti se spoje kao katoda i urone u otopinu a kao anoda uzme se čistog srebro. Otopina je smjesa srebrova nitrata i kalijeva cijanida koji smanjuje koncentraciju srebrovih iona čime se poboljšava kvaliteta galvaniziranja. Reakcije na elektrodama su:

gorivi članak    →   fuel cell

Gorivi članci su naprave koje pretvaraju kemijsku u električnu energiju. Razlikuju se od baterija po tome što se proces pretvorbe odvija sve dotle dok se u članak dovode gorivo i oksidirajuće sredstvo, dok je baterija napravljena s ograničenom količinom kemikalija, te je ispražnjena kada sve kemikalije izreagiraju. Gorivi članak je galvanski članak u kojem se na elektrodama odvijaju spontane reakcije. Gorivo (uglavnom vodik) oksidira se na anodi, a oksidans (gotovo uvijek kisik ili zrak) reducira se na katodi.

Neki gorivi članci koriste kao elektrolit vodene otopine, on može biti kiseli ili alkalni, a može biti i ionski vodljiva membrana namočena vodenom otopinom. Ovakvi gorivi članci rade na relativno niskim temperaturama, od sobne temperature do temperature vrenja vode. Neki gorivi članci kao elektrolit koriste taline soli (posebno karbonata) i rade na temperaturi od nekoliko stotina Celzijevih stupnjeva. Drugi koriste ionski vodljive čvrste tvari a rade na temperaturama blizu 1 000 °C.