KEMIJSKI RJEČNIK

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.

poluživot reaktanta    →   half-life of a reactant

Za danu reakciju poluživot, t_1/2, reaktanta jest vrijeme potrebno da njegova koncentracija dosegne vrijednost koja je aritmetička sredina njegove početne i konačne (ravnotežne) vrijednosti.

Poluživot reaktanta konstantan je za reakcije prvog reda.

Poluživot reaktanta za reakcije drugog reda nije konstantan već ovisi, osim o konstanti k, i o početnoj koncentraciji reaktanta.

vodik    →   hydrogen

Vodik je 1766. godine otkrio Sir Henry Cavendish (Engleska). Ime mu je dao Lavoisie od grčkih riječi hydro što znači voda i genes što znači tvoriti. To je plin bez boje i mirisa, netopljiv u vodi. Lako difundira kroz sve materijale. Zapaljiv je i pravi eksplozivne smjese u zraku. Zapaljen na zraku gori svijetlim vrućim plamenom dajući vodenu paru. Na povišenoj temperaturi lako se spaja s kisikom, sumporom i halogenim elementima. Procjenjuje se da 90 % svih atoma, odnosno skoro 3/4 mase svemira, otpada na vodik. Sve zvijezde, pa i Sunce, sastavljene su uglavnom od vodika (w>90 %). Vodik se u prirodi rijetko nalazi u elementarnom stanju, samo u višim slojevima atmosfere ili u vulkanskim plinovima. Uglavnom je vezan u spojevima od kojih su najrašireniji voda (H₂O), amonijak (NH₃) i razni organski spojevi. Čisti vodik se najčešće dobiva elektrolizom vode. Laboratorijski se dobiva reakcijom sulfatne kiseline i elementarnog cinka. Industrijski se dobiva prevođenjem vodene pare preko užarenog koksa. Upotrebljava se za sintezu amonijaka, hidriranje ugljena i ulja, proizvodnju kloridne kiseline i kao redukcijsko sredstvo.

indikator    →   indicator

Indikator je tvar koja u otopini daje vidljivu promjenu (obično promjenu boje) u prisutnosti kemijske vrste. Koriste se za označavanje završetka kemijske reakcije. Indikatori se dijele prema vrstama kemijskih reakcija u kojima se primjenjuju (kiselo-lužnate, redoks, taložne, kompleksirajuće i adsorpcijske).

Kiselo-bazni indikatori su spojevi, kao npr. fenolftalein i metil oranž, koji reverzibilno mijenjaju boju ovisno o tome je li otopina kisela ili bazna. Oksidacijsko-redukcijski indikatori su tvari koje reverzibilno mijenjaju boju između svog oksidiranog i reduciranog oblika.

litij    →   lithium

Litij je 1817. godine otkrio Johan August Arfvedson (Švedska). Ime su mu dali Arfvedson i Berzelius od grčke riječi lithos što znači stijena jer je litij otkriven u stijenama za razliku od druga dva elementa prve skupine, kalija i natrija, koji su dobiveni iz biljnog materijala. To je mekani, srebrno bijeli metal koji sporo reagira s kisikom iz zraka. Može se zapaliti na zraku, a u reakciji s vodom razvija vodik iako manje burno nego natrij. Litij je najjače redukcijsko sredstvo. Rijetko se nalazi u većim koncentracijama. Najčešće se javlja u obliku aluminosilikata kao što je spodumen (LiAlSi₂O₆). Litij je najlakši metal. Upotrebljava se za legiranje aluminija i za izradu specijalnih stakala i keramike. Zbog svog velikog elektrokemijskog potencijala koristi se kao anoda u baterijama.

Nernstova jednadžba za elektrodni potencijal    →   Nernst’s electrode potential equation

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

a_O = aktivitet oksidiranog oblika

a_R = aktivitet reduciranog oblika

n = stehiometrijski koeficijent oksidiranog oblika

m = stehiometrijski koeficijent reduciranog oblika

pravilo okteta    →   octet rule

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.

natrij    →   sodium

Natrij je 1807. godine otkrio Sir Humphry Davy (Engleska). Još u starom zavjetu spominje se neter kao sredstvo za pranje. Arapski alkemičari promijenili su latinski naziv nitrum u natron odakle i potječe današnji naziv natrija. To je mekani, srebrno bijeli metal čija se svježe odrezana površina trenutno oksidira. Reagira burno s vodom, pri čemu se nastali vodik zbog topline reakcije sam zapali. Spada među najjača redukcijska sredstva. U Zemljinoj kori ga je toliko mnogo da je teško naći uzorak bez spojeva natrija. Najviše ga ima u raznim aluminosilikatima, kamenoj soli (NaCl) i čilskoj salitri (NaNO₃). Velike količine natrijeva klorida otopljene su u moru. Elementarni natrij koristi se u organskoj sintezi, za natrijeve lampe i fotoelektrične ćelije kao i za dobivanje spojeva koji se ne mogu drukčije pripraviti.

termit    →   thermite

Termit je stehiometrijska smjesa fino usitnjenog željezovog(III) oksida i aluminija. Aluminij reducira željezov oksid pri čemu se sam oksidira u aluminijev oksid

Ova reakcija je vrlo egzotermna a porast temperature (preko 2500 °C) dovoljan je za taljenje nastalog željeza. Termit se koristi za zavarivanje metala, primjerice željezničkih tračnica. Također se koristi u zapaljivim granatama i bombama.

Winklerova metoda    →   Winkler’s method

Winklerova metodaje nekoć bila uobičajena metoda koja se koristila za određivanje koncentracije otopljenog kisika titracijom. Sad se rijetko koristi zbog točnijih i jeftinijih oksigenometara.

Kisik u lužnatoj sredini oksidira manganov(II) hidroksid do manganova(IV) hidroksida. Kad se otopina zakiseli u prisustvu KJ oslobađa se ekvivalentna količina joda, koji se titrira otopinom natrijeva tiosulfata uz škrob kao indikator. Ove reakcije prikazuju sljedeće jednadžbe:

Određivanje kisika po ovoj metodi ometa prisustvo željezovih(II) i željezovih(III) soli, organskih tvari, nitrita, sulfida, sulfita i drugih redukcijskih i oksidacijskih tvari.