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.

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.

elektronegativnost    →   electronegativity

Elektronegativnost je snaga kojom atom pojedinog elementa privlači elektrone. Primjerice, u klorovodiku atom klora je mnogo negativniji od atoma vodika i molekula je polarna, s negativnim nabojem na atomu klora. Elementi s velikom elektronegativnošću lako tvore negativne ione.

L. Pauling je, određivanjem energije kemijske veze, dao svoju skalu relativnih elektronegativnosti. Na toj skali fluor ima najveću elektronegativnost (4), a francij najmanju (0.7).

Što atom ima veću elektronegativnost, to jače privlači elektrone, a što je veća razlika u elektronegativnosti između elemenata, to je veći stupanj ionskog karaktera veze između njihovih atoma. Kad je razlika u relativnoj elektronegativnosti 1.9, udio je ionskog karaktera veze oko 50 %.

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.

sinteza    →   synthesis

Sinteza je formiranje kompleksnog produkta iz jednostavih reaktanata, npr. voda se može sintetizirati iz kisika i vodika:

staklena elektroda    →   glass electrode

Staklena elektroda je elektroda osjetljiva na vodikove ione. Sastoji se od staklene membrane, unutarnje referentne elektrode i unutarnje otopine. Može se također prirediti i staklena elektroda osjetljiva na natrijeve ione.

Staklena elektroda ima ekstremno velik električni otpor. Membrana tipične staklene elektrode (debljine od 0.03 mm do 0.1 mm) ima električni otpor od 30 MΩ do 600 MΩ). Aktivitet vodikovih iona u unutrašnjoj otopini je stalan. Površina staklene membrane mora biti hidratizirana da bi djelovala kao pH elektroda. kada se staklena membrana uroni u vodenu otopinu na njenoj površini se formira tanki gel sloj pri čemu dolazi do ionske izmjene između iona natrija u kristalnoj rešetki stakla i vodikovog iona. Ista stvar se dešava i na unutrašnjoj strani membrane.

Najjednostavnije objašnjenje rada staklene membrane je da se staklo ponaša kao slaba kiselina (staklo-H).

Aktivitet vodikovih iona u unutrašnjoj otopini je stalan. Kada se na vanjskoj strani staklene membrane promijeni koncentracija vodikovih iona staklo će se protonirati ili deprotonirati. Razlika pH otopina s unutrašnje i vanjske strane staklene membrane stvara elektromotornu silu proporcionalnu toj razlici.

globalni hektar    →   global hectare

Globalni hektar (gha) je definiran kao hektar čija je veličina normalizirana tako da ima prosječnu biološku produktivnost svih voda i kopna u određenoj godini. Kako različiti tipovi zemljišta imaju različitu proizvodnost tako i globalni hektar oranice zauzima manji fizički prostor nego mnogo manje biološki produktivni pašnjak ("obični" hektar je kvadrat stranica 100 m, odnosno ima 10 000 m²). Globalni hektar je jedinica za mjerenje naših zahtjeva prema Zemlji (ekološki otisak) i sposobnosti Zemlje da udovolji našim zahtjevima (biokapacitet).

Haberov proces    →   Haber process

Haberov proces je industrijski postupak sinteze amonijaka iz dušika i vodika:

Reakcija je egzotermna i reverzibilna, tako da se prinos na amonijaku povećava na nižim temperaturama. Brzina reakcije je previše mala na normalnoj temperaturi, pa se reakcija provodi pri optimalnoj temperatura od oko 450 °C. U reakciji se kao katalizator koristi željezo s aluminijevim oksidom kao promotorom. Povišenjem tlaka reakcija se pomiče u smjeru nastajanja amonijaka, pa se koristi tlak od 250 atmosfera. Amonijak se uklanja iz reaktora čime se reakcija pomiče u smjeru nastajanja produkata. Kao izvor vodika u originalnom procesu koristio se vodeni plin, dok se danas koristi vodik dobiven reformiranjem zemnog plina.

Proces je vrlo važan jer je to jedini industrijski način fiksacije dušika iz zraka u svrhu dobivanja umjetnih gnojiva i eksploziva. Postupak je razvio 1908. njemački kemičar Fritza Haber (1868.-1934.), a za industrijsku primjenu prilagodio ga je Carl Bosh (1874.-1940.), te se postupak još naziva Haber-Boshov postupak.

hidroliza    →   hydrolysis

Hidroliza je kemijska reakcija u kojoj voda reagira s drugom tvari pri čemu nastaju dvije ili više novih tvari. To uključuje ionizaciju molekula vode kao i cijepanje spoja hidrolizom, primjerice

Primjeri su pretvaranje škroba u glukozu pomoću vode u prisutnosti odgovarajućih katalizatora i reakcije iona otopljenih soli s vodom pri čemu nastaju različiti produkti, kao na primjer kiseline, kompleksni ioni, itd.

Hidroliza je proces suprotan neutralizaciji i esterifikaciji.

živa    →   mercury

Živa je poznata od davnih vremena (~1500. godine prije Krista). Ime je dobila od latinske riječi hydrargyrum što znači tekuće srebro. To je sjajni, srebrno bijeli metal. Pri sobnoj temperaturi je tekućina. Loše vodi toplinu i električnu struju. Stabilna je na zraku. Ne reagira s lužinama i većinom kiselina. Otapa se samo u oksidirajućim kiselinama. Tekuća živa otapa mnoge metale dajući amalgame. Ovisno o količini otopljenog metala, amalgami mogu biti tekući ili čvrsti. Živine pare su vrlo otrovne. Lako se resorbira čak i preko nepokrivenih dijelova kože. Imaju kronični kumulativni efekt. Organski spojevi žive, kao što je metil-živa, su također jaki otrovi. U prirodi žive ima dvadesetak puta više nego kadmija. Može se pronaći samorodna ili u mineralu cinabaritu (HgS). Klor-alkalne elektrolize su najveći potrošači žive gdje se živa upotrebljava kao katoda kod elektrolize, zbog velikog prenapona vodika na njoj i stvaranja amalgama s produktom. Sa živom se pune termometri, barometri ili se izrađuju lampe koje isijavaju svjetlost bogatu ultraljubičastim zrakama.