Fizikai kémia I. a 13. GL osztály részére 2016/2017 Hol tartunk? Elektrokémia http://tp1957.atw.hu/fk_70.ppt Állapot: végleges

13. VL fizkém órái március – májusban 2014. 03. 12. Sz Ellenőrző kérdések kiadása (internet) 2014. 03. 20. Cs Ismétlés (49. óra) 5. témazáró dolgozat (50. óra) Új tananyag: Elektrokémia - bevezetés 2014. 04. 03. Cs Gyenge és erős elektrolitok Elektród, elektród-folyamatok, elektród- potenciál, galvánelem 2014. 04. 24. Cs Elektródok fajtái, elektrolízis, Faraday- törvények, az elektrolízis hatásfoka Ellenőrző kérdések kiadása (internet) 2014. 05. 15. Cs Ismétlés (61. óra) 6. témazáró dolgozat (62. óra)    

Az elektrokémia tárgya Az elektrokémia az elektromosság és a kémiai változások kapcsolatával foglalkozik: – kémiai változás hatására elektromos energia keletkezik → galvánelem – elektromos energia hatására kémiai változás jön létre → elektrolízis Mindig redoxi folyamat! elektrolízis elektromos energia kémiai energia galvánelem

Emlékeztető: az SI alapegységek A mennyiség mértékegység neve jele hossz ℓ méter m tömeg kilogramm* kg idő t másodperc s elektromos áramerősség I (nagy i) amper A abszolút hőmérséklet T kelvin K anyagmennyiség n mól mol fényerősség Iv kandela cd Forrás: SI mértékegységrendszer (http://hu.wikipedia.org/wiki/SI_m%C3%A9rt%C3%A9kegys%C3%A9grendszer)

Emlékeztető: származtatott SI egységek neve jele származtatása mértékegység neve terület A = ℓ2 négyzetméter m2 térfogat V = ℓ3 köbméter m3 tömeg-koncentráció ρB = m/V kilogramm per köbméter kg/m3 sebesség v = ℓ/t méter per másodperc m/s gyorsulás a = v/t = ℓ/t2 méter per másodperc2 m/s2 erő F = m·a newton (kg·m/s2) N mech. fesz., nyomás p = F/A pascal (N/m2) Pa munka, energia W, E = F·ℓ joule (N·m) J teljesítmény P = W/t = U·I watt (J/s = V·A) W elektromos töltés Q = I·t coulomb (A·s) C feszültség U = W/Q volt anyagm. koncentráció c = n/V mol per köbméter mol/m3

Elektromos mennyiségek, mértékegységek neve jele származtatása mértékegység neve áramerősség I – (SI alapegység) amper A elektromos töltés Q = I·t coulomb (A·s) C munka, energia W, E = F·ℓ = P·t joule (N·m) J feszültség U = W/Q volt V teljesítmény P = W/t = U·I watt (J/s = V·A) W ellenállás R =U/I ohm Ω elektromos vezetés G = I/U Siemens S fajl. ellenállás ρ = R·A/ℓ Ohm-méter Ω·m fajl. elektromos vezetés κ =G·ℓ/A Siemens/méter S/m kapacitás =Q/U farad F mol. vez., rel. ionmozg. Λ, λ =κ/c S·m2/mol

Elektromos mennyiségek, mértékegységek származtatása Elektromos töltés: az áramerősség és az idő szorzata: Q = I·t Mértékegység: A·s = coulomb Feszültség: egységnyi töltés mozgásakor felszabaduló energia vagy mozgatásához szükséges munka. Mértékegység: volt (V) 1 V = 1 J/(A·s) 1 J munkavégzés 1 A·s töltésen. Ellenállás: a feszültség és az áramerősség hányadosa: Mértékegység: ohm (1 Ω = 1V/A) 1 V feszültség 1 A áramnál. Az ellenállás reciproka a vezetés: Mértékegység: siemens (1 S = 1A/V) 1 A áramerősség 1 V feszültségnél.

A fajlagos ellenállás és a fajlagos vezetés Az ellenállás és a vezetés függ a vezető anyagi minőségétől, hőmérsékletétől, a vezető hosszától (ℓ), a vezető keresztmetszetétől (A):  a fajlagos ellenállás.  a fajlagos vezetés (vezetőképesség). A fajlagos ellenállás az első képletből: Mértékegység: ohm·m2/m = Ω·m. A fajlagos ellenállás a második képletből: Mértékegység: siemens·m/m2 = S/m.

Vezetők, félvezetők, szigetelők A fajlagos ellenállás/vezetés alapján az anyagok lehetnek vezetők, félvezetők, szigetelők. A vezetők lehetnek elsőfajú vezetők vagy elektronvezetők, ilyenek a fémek és a grafit; másodfajú vezetők vagy ionvezetők, ilyenek az elektrolitok. Az elsőfajú vezetőkben a vezetés nem idéz elő kémiai változást (az elektron „itt be, ott ki”). Ahol első- és másodfajú vezető között áram folyik (töltés- átadás történik), ott kémiai folyamat játszódik le. vezetési sáv vezetési sáv vezetési sáv kötési sáv kötési sáv kötési sáv

A további alfejezetek Elektrolitok Elektródok Galvánelemek Elektrolízis

Szakirodalom Tankönyvek (általános vegyipari technikusi szak részére) Dr. KOPCSA József: Fizikai kémia (technikusképzés, III. és IV. évf. számára) Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1998. Példatárak Dr. STANKOVICS Éva: Kémiai és fizikai kémiai szakmai vizsgafeladatok II/14. évfolyam tanulói jegyzet