Elektrokeemiliste rakkude ja nende seeriate olulised omadused

Varem arutasime, mis on redoksreaktsioon. Termin redoks ise tuleneb kahest tüüpi reaktsioonidest, nimelt redutseerimine ja oksüdeerumine. Seda seetõttu, et redoksreaktsioonis toimuvad redutseerimine ja oksüdeerumine üheaegselt. Selle reaktsiooni käigus on kadunud elektronide arv võrdne saadud elektronide arvuga. Redoksreaktsioonid on seotud ka elektrokeemiliste rakkudega. Mis see on?

Elektrokeemiline element on seade, mida kasutatakse redoksreaktsioonides tekkiva keemilise energia muundamiseks elektrienergiaks. Neid rakke on kahte tüüpi, nimelt elektriakud või galvaanielemendid ja elektrolüüsielemendid.

Voltakud on elektrokeemilised elemendid, mis suudavad elektrienergiat spontaanselt tekitada lahuses toimuvatest keemilistest reaktsioonidest. Voltaelementide näide on elektriaku.

Samal ajal on elektrolüüsielemendid rakud, mis läbivad keemilise reaktsiooni, kui rakku juhitakse elektrivool. Elektrolüüsielemendi näide on soola lagunemine selle koostisosadeks, nimelt naatriumiks ja klooriks.

Elektrokeemilise elemendi omadused

Elektrokeemilisel elemendil on mitu omadust. Esiteks koosneb iga pool rakust metallist vardast, mis on kastetud oma ioonide lahusesse. Teiseks nimetatakse anoodis tekkivat poolrakulist reaktsiooni poolrakkude oksüdatsioonireaktsiooniks, katoodil aga poolrakkude redutseerimisreaktsiooniks.

(Loe ka: Redox-reaktsioonide tasakaalustamine, nende kahe meetodi tundmaõppimine)

Kolmandaks toimub kaks poolreaktsiooni alati üheaegselt. Neljandaks püüab anood elektronid kinni nii, et see on negatiivselt laetud, samal ajal kui katood kaotab elektronid, nii et see on positiivselt laetud. Lõpuks voolavad elektronid anoodist katoodini ja vool voolab katoodist anoodini.

Elektrokeemilistes rakkudes, tuntud ka kui elektrokeemiline seeria. Elektrokeemiline seeria on elementide paigutus redutseerimispotentsiaali väärtuse suurendamiseks.

Elektrokeemiliste seeriate rakendusi on mitu. Esiteks saab elektrokeemilisi ridu kasutada suhtelise oksüdeerimis- ja redutseerimisvõime võrdlemiseks. Vastavalt IUPACi ( Rahvusvaheline puhta ja rakendusliku keemia liit ) reeglitele kasutatakse positiivset märki redutseerimispotentsiaali tähistamiseks. Madalama redutseerimispotentsiaaliga ained on tugevamad redutseerivad ained, samas kui suurema redutseerimispotentsiaaliga ained on tugevamad oksüdeerivad ained.

Teiseks võib seerias madalamale paigutatud (madalama elektroodipotentsiaaliga) metallide reaktsioonivõime suhe asendada peal lamavat metalli (suurema elektroodipotentsiaaliga).

Lõpuks kasutatakse elektrokeemilist seeriat elektroodipotentsiaali arvutamiseks, mis on galvaanilise elemendi tavaline elemendi potentsiaal.