KEMIJSKI RJEČNIK

elektroliza    →   electrolysis

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

elektrolitska ćelija    →   electrolytic cell

Elektrolitska ćelija je ćelija u kojoj se električna energija pretvara u kemijsku. Kemijske reakcije se ne dešavaju spontano, već se odvijaju na račun struje koju u ćeliju šalje vanjski izvor i vrši elektrolizu. Promjena slobodne Gibbsove energije ukupnog procesa pozitivna je. Koriste se za elektrolizu tvari ili za spremanje električne energije pretvorbom u kemijsku (akumulatori).

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:

Faradayevi zakoni elektrolize    →   Faraday’s laws of electrolysis

Faradayevi zakoni elektrolize su dva zakona koja je formulirao britanski kemičar i fizičar Michael Faraday (1791.-1867.):

1. Količina tvari koja se izluči na elektrodi proporcionalna je količini naboja (Q = I·t) koja je protekla tijekom elektrolize.

gdje je z = broj elektrona koji se izmijeni u reakciji a F = Faradayeva konstanta i iznosi 96 487 C mol^-1.

2. Mase elemenata koje se izluče s istom količinom struje su direktno proporcionalnu njihovim kemijskim ekvivalentima.

Prolaskom struje od 96 487 C u prvom elektrolizeru razvit će se 1 mol Ag i 1/4 mol O₂ a u drugom 1/2 mol Cu i 1/4 mol O₂. Relevantne polureakcije 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.

Geigerov brojač    →   Geiger counter

Geigerov brojač (Geiger Millerov brojač) uređaj je za određivanje i mjerenje ionizirajuće radijacije. Sastoji se od cijevi s plinom pri niskom tlaku (obično argon ili neon s metanom) u kojoj se nalaze cilindrična katoda kroz čiji centar prolazi anoda u obliku tanke žice. Između elektroda narinuta je razlika potencijala od oko 1 000 V. Kroz prikladan otvor (prozor) u cijev ulazi ionizirana čestica ili foton izazivajući nastanak iona a jaka potencijalna razlika će ga usmjeriti na odgovarajuću elektrodu što će izazvati lančanu ionizaciju. Konačni strujni puls može se brojati odgovarajućim elektronskim krugom ili jednostavno preusmjeriti na zvučnik instrumenta. Uređaj je izmislio 1908. njemački fizičar Hans Geiger (1882.-1945.), a 1928. zajedno s W. Mullerom ga je unaprijedio.

Ilkovičeva jednadžba    →   Ilkovic equation

Ilkovičeva jednadžba je relacija koja se koristi u polarografiji a daje odnos između difuzijske struje (i_d) i koncentracije (c) depolarizatora, tj difundirajuće elektroaktivne vrste koja se reducira ili oksidira na kapajućoj živinoj elektrodi. Jednadžbu je 1934. izveo slovački fizičar Dionýz Ilkovič (1907.-1980.) primjenom Fickovih zakona difuzije.

gdje je k konstanta Ilkovičeve jednadžbe koja uključuje Faradayevu konstantu, π i gustoću žive i iznosi 708 za maksimalnu a 607 za prosječnu graničnu struju, D je koeficijent difuzije depolarizatora u danom mediju (cm²/s), n je broj elektrona izmijenjenih na elektrodi, m je brzina istjecanja žive kroz kapilaru (mg/sec), t je vrijeme kapanja a c je koncentracija depolarizatora (mol/cm³).

galvanski članak    →   galvanic celll

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.).

Gratzelova sunčeva ćelija    →   Gratzel solar cell

Grätzelova sunčeva ćelija je fotoelektrokemijska ćelija koju je razvio Michael Grätzel sa suradnicima. Oponaša djelomice prirodnu sunčevu ćeliju, koja omogućava biljkama da ostvare fotosintezu. U prirodnoj sunčevoj ćeliji molekule klorofila apsorbiraju svjetlost i to najjače u crvenom i plavom dijelu spektra, dok se zelena svjetlost reflektira. Apsorbirana energija dovoljna je za izbacivanje elektrona iz pobuđenog klorofila. U prijenosu tog naboja, sudjeluju potom druge molekule. U Grätzelovoj ćeliji su, također, za stvaranje naboja apsorpcijom svjetlosti i prijenos tog naboja "zaduženi" različiti dijelovi ćelije.

Na vodljivo staklo nanesen je sloj nanokristala poluvodiča TiO₂ čija je površina jako velika. Na TiO₂ nanesen je fotoosjetljivi pigment koji čine rutenijevi ioni povezani s organskim molekulama koje jako apsorbiraju vidljivu svjetlost. Fotopobuđeni elektroni prelaze s rutenijevih iona na kristalite TiO₂, koji ih odvode daleko od iona-donora. Čitav sustav uronjen je u tekući jodidni elektrolit koji preuzima elektrone s elektrode i prenosi ih na rutenijeve ione kako bi se nastavio proces apsorpcije svjetlosti.

Efikasnost ovih ćelija iznosi oko 10 % i raste u difuznoj svjetlosti, tj. za oblačna vremena.