SADRŽAJ:
1.
Slabi i jaki elektroliti i teorije koje važe za ove vrste elektrolita ..................... 3
1.1. Teorija elektrolitičke disocijacije ........................................................................ 4
1.2. Slabi i jaki elektroliti .......................................................................................... 5
2. Faradejevi zakoni i njihova primjena .................................................................. 6
3. Pretvaranje hemijske energije u električnu i galvanske ćelije ........................... 8
3.1. Primjena galvanskih ćelija ................................................................................. 10
4. Elektroprovodljivost elektrolita (specifična, molarna, ekvivalentna) ................ 10
4.1. Specifična i molarna provodljivost ..................................................................... 12
5. Nastajanje elektrodnog potencijala i vrste elektroda.......................................... 15
5.1. Vrste elektroda .................................................................................................. 16
6. Referentne elektrode ........................................................................................ 20
2
Elektrolitička disocijacija
– rastavljanje elektrolita na jone otapanjem ili taljenjem.
Elektrolitičku disocijaciju prvi je objasnio Arenius 1887. godine, prema kome soli baze ili
kiseline teže spontanom razlaganju na pozitivno i negativno naelektrisane čestice, tj. na jone
koji uzimaju elektricitet sa elektroda i prenose ga kroz rastvor. Preuzeti elektricitet je
ravnomjerno podijeljen između pozitvno naelektrisanih jona koji ga prenose do negativne
elektrode i negativno naelektrisanih jona koji ga prenose do pozitivne elektrode.
Arenius je uveo stepen disocijacije koji pokazuje koliki se dio od ukupnog broja molekula u
nekom rastvoru razložio na jone. Prema teoriji elektrolitičke disocijacije , stepen disocijacije
raste sa razblaženjem rastvora te za razblažene rastvore dostiže vrijednost jedinice.
Areniusova teorija o razblaženim rastvorima je ostala nepriznata nekoligo godina, sve dok
Vanhof nije dao svoju teoriju o razblaženim rastvorima. Tad je između Vanofovog broja ''
i
''
i Areniusovog stepena disocijacije ''
α
'' postavljena zavisnost:
i = 1 + α (ν -1)
Vrijednosti stepena disocijacije određene prema ovoj jednačini slagale su se sa vrijednostima
određenim drugim metodama čime je potvrđena Areniusova teorija disocijacije.
Prema Arenijusu proizilazi da je stepen disocijacije α jednak :
i – 1
α = ────
ν - 1
Po Areniusovoj teoriji, rastvori koje smatramo elektrolitima se spontano razlažu na jone, a
proces razlaganja je elektrolitička disocijacija sa kvantitativnom mjerom disocijacije –
stepenom disocijacije α.
Veličina i znak naelektrisanja ''Z'', kao i broj nastalih jona ''ν'', zavise od vrste elektrolita.
Elektroliti mogu biti:
-
binarni,
-
ternerni,
-
kvarternerni itd
.
Binarni elektroliti (ν = 2) su npr. NaCl (1 - 1), CuSO
4
(2 - 2), pa možemo zaključiti da su to
simetrični elektroliti.
Ternerni elektroliti (ν = 3) mogu biti tipa (1 - 2) kao što je npr. Na
2
CO
3
ili tipa (2 - 1) kao što
je npr. CaCl
2
.
Kvarternerne elektrolite (ν = 4) koji mogu biti tipa (1 - 3), K
3
PO
4,
ili tipa (3 - 1) npr. AlCl
3
.
Ternerni i kvarternerni elektroliti su nesimetrični.Stepen disocijacije α pokazuje koji dio od
ukupnog broja molekula je disociran na jone, pa prema tome dostiže maksimalnu vrijednost 1,
a minimalnu 0. U prvom slučaju disocijacija je potpuna, dok je u drugom slučaju nema
disocijacije.
Prema teoriji elektrolitičke disocijacije, stepen disocijacije se mijenja ako se mijenja
razblaženje rastvora. U razblaženom rastvoru dolazi do uspostavljanja ravnoteže između
disociranih i nedisociranih čestica. Ta ravnoteža se uspostavlja prema Ostwaldovom zakonu
razbaženja :
4
recipročna vrijednost koncentracije, odnosno razblaženje.
Ova jednačina predstavlja vezu između konstante disocijacije i stepena disocijacije.
Za većinu hemijskih elemenata, jonsko stanje je stabilnije od atomskog, pa se s obzirom na to
može zaključiti da je pojava jona u prirodi opća pojava te da se joni u prirodi pojavljuju u sva
tri agragatna stanja, s tim da joni u gasovitom agreg. stanju brzo reaguju sa elektronima dajući
molekule.
Na osnovu hemijske veze elektrolite dijelimo na :
prave elektrolite;
potencijalne elektrolite.
Pravi elektroliti
uvijek sadrže jone, bez obzira na agregatno stanje u kojem se nalaze.
Ovoj grupi elektrolita pripada veći dio neorganskih soli sa jonskom kristalnom rešetkom.
Potencijalni elektroliti
su u obliku molekula sve dok molekuli potencijalnog elektrolita ne
dođu u dodir sa molekulama rastvarača, pri čemu se stvaraju joni.
Arenijusova teorija važi samo za razblažene elektrolite.
1.2.
Slabi i jaki elektroliti
Na osnovu vrijednosti stepena disocijacije elektrolite dijelimo na:
slabe elektrolit
-
u
vodenom rastvoru djelimično disociraju imaju slabu
provodljivost.
Slabi elektroliti sadrže
kovalentnu vezu
sa parcijalnim ionskim karakterom, koja
omogućava određeni stepen ionizacije u rastvoru.
jake elektrolite -u
vodenom rastvoru potpuno
disociraju
na ione imaju dobru
provodljivost. Jaki elektroliti sadrži stabilnu
jonsku vezu
.
Slabi elektroliti imaju stepen disocijacije blizak nuli, a jaki blizak jedinici. Da li će neki
elektrolit biti slab ili jak zavisi od prirode rastvorene supstance i od prirode rastvarača, jer
rastvarači imaju različite dielektrične konstante. Rastvarači sa većom dielektričnom
konstantom su bolja sredina za disocijaciju molekula rastvorene supstance. Dielektrična
konstanta rastvarača neposredno utiče i na konstantu disocijacije:
Ako je dielektrična konstanta toliko velika da je stepen disocijacije jednak jedinici onda
disocijacija je potpuna.
5
