Samenvatting
Samenvatting analytische elektrometrie
- Instelling
- Universiteit Antwerpen (UA)
Samenvatting van de 2 lessen identificatie van biomoleculen over analytische elektrometrie.
[Meer zien]Voorbeeld 3 van de 18 pagina's
Voorbeeld 3 van de 18 pagina's
In winkelwagen
Voorbeeld van de inhoud
Analytische elektrometrieElektrochemie
Inhoud :
Inleiding en basiswetten
Potentiaal tussen metaal en oplossingen
Elektrochemische cellen: galvanische cel, elektrolyse cel
Analytische methoden gebasseerd op elektrochemische bepalingen
Potentiometrie
Voltammetrie: polarografie, amperometrie
Coulometrie
Conductometrie
Elektrogravimetrie
Inleiding
Bestudeert de wisselwerking tussen chemische en elektrische verschijnselen aan elektroden
in elektrolytoplossingen
De analytische elektrochemie is gebaseerd op het kwantitatief verband tussen
o de grootte van het waargenomen elektrisch signaal (weerstand, potentiaal, stroom,
lading)
o concentratie van het elektroactief bestanddeel
Elektroden:
o geleider waar doorheen een elektrische stroom een niet-metallisch deel van een
elektrisch circuit (elektrolytoplossing) binnentreedt/verlaat
o opgebouwd uit stoffen die de elektrische stroom geleiden, meestal metalen (kwik,
platina e.a.), of soms niet-metalen (grafiet, zilverhalogeniden en halfgeleiders zoals
galliumarsenide)
o ter hoogte van de interfase elektrode/elektrolyt verlopen de elektrodereacties
waarbij een elektroactief bestanddeel gereduceerd of geoxideerd wordt.
o Men onderscheidt:
indicatorelektrodes (in een galvanische cel; potentiometrie)
werk-elektrodes (in elektrolytische cellen waar de te volgen reactie
plaatsgrijpt)
referentie-elektrodes (bv. ter controle of ijkpunt van de potentiaal van de
indicator- of werkelektrodes)
Basiswetten
Wet van ohm
U = I*R
U = Spanning of potentiaalverschil (Volt, V)
I = Stroomsterkte (Ampère, A)
R = Weerstand (Ohm, Ω)
De stroomsterkte door een geleider is recht evenredig met het potentiaalverschil (ook EMK* of
spanningsverschil genoemd) tussen de uiteinden van een geleider.
Wet van Faraday
De massa van een chemische stof geproduceerd aan een elektrode is evenredig met de
overgedragen lading (Coulomb), dus met het aantal overgedragen elektronen.
Lading Q (hoeveelheid elektriciteit) = het product van stroomsterkte (I) en tijd (t)
1
,m = M.I.t/z.F Q = I.t
m: massa geproduceerde stof
M: molaire massa
I: elektrische stroomsterkte
t: tijd
z: aantal elektronen per deeltje omgezette stof
F: constante van Faraday 96485,3 C/mol
Q: Coulomb
Wet van nernst
Beschrijft het verband tussen potentiaalverschil (E) tussen 2 elektroden en de concentraties van de
componenten betrokken bij de elektrodereactie
E = Eo’ + 0.059/n x log [Ox]/[Red]
Eo’ = constante afhankelijk van het metaal (= standaard of normaalpotentiaal wanneer [Ox]/[Red]= 1)
in de veronderstelling dat geen p+ tussenkomen in de reactie (reactie gaat door bij constante pH*)
0.059 = R.T.ln10/F (Nernstfactor)
R = Universele gasconstante (8,316 volt coulomb/graad)
T = Absolute temperatuur: 273 + 25 = 298°K (25°C)
F = Constante van Faraday: 96490 Coulomb
n = aantal uitgewisselde elektronen
[Ox] en [Red]: relatieve concentraties van oxidans en reductans in het stelsel
Elektrolytoplossingen, elektrolyse en elektrochemische cellen
Elektrolytoplossingen
Elektrolyten = bestanddelen die de eigenschap bezitten om in een oplossing de stroom te
geleiden
Meestal is het oplosmiddel water, soms organische en gemengde media of zouten
Splitsen in anionen en kationen: ionenbalans is steeds in evenwicht
Door lading kunnen ze bewegen in het elektrisch veld
Elektrochemische cellen
Elektrochemische cel is een systeem dat elektromotorische kracht produceerd
2 halfcellen die een elektrode bevatten
o Anode en kathode met elkaar in verbinding door onderdompeling in
elektrolytoplossing d.m.v. geconcentreerde oplossing (KCl of KNO3zoutbrug)
o Anode: oxidatie
o Kathode: reductie
o Galvanische en elektrolysecel
2
, Verloop elektrische stroom bij elektrolyse
Hoe meer een metaal elektronen toeneemt -> hoe hoger EN
De neiging om elektronen aan te trekken (= elektronegativiteit) neemt:
toe met de mate waarin een atoom de octetstructuur in de buitenste schil benadert
o neemt toe van links naar rechts in de tabel van Mendeljev
(K-Ca-Na- ... Zn .. H ..... Cu-Hg-Ag-Au-Pt) (verdringingsreeks metalen)
af met het aantal schillen die de atoomkern omgeven
o neemt af van boven naar onder in periodiek systeem (Cl is meer elektronegatief dan
I)
V.b.: elektrolyse van CuCl2 oplossing
Reactie aan anode:
2 Cl- → 2 Cl + 2e- → Cl2 (oxidatie)
Reactie aan kathode:
Cu2+ + 2e- → Cu (reductie)
Chloor ionen -> aangetrokken door anode -> oxidatie ->
chloorgas -> elektronen afgeven die worden gebruikt door de
koper ionen om te reduceren = elektronenstroom
Koper ionen -> aangetrokken worden door kathode ->
reductie
Potentiaal tussen metaal en oplossing
Elektrodenpotentiaal
Vb: zinkplaatje wordt ondergedompeld in zuiver water of in een elektrolytoplossing van zijn eigen
ionen (bv ZnSO4) potentiaalverschil (E) tussen het metaal en de oplossing
Potentiaalverschil = gevolg van 2 elektrolytische verschijnselen (reacties) die elkaar tegenwerken:
ionendruk p en oplossingsdruk P
• Reactie 1 (oplossingsdruk P):
Zn heeft de neiging ionen in oplossing te sturen -> elektronen af te staan
(relatief lage EN)
Ø elektronen blijven achter op het plaatje → krijgt negatieve
lading: Znvast → Zn2+ + 2e-
Ø metaal verliest elektronen = geoxideerd
Ø elektrode is negatief geladen relatief tot de omgevende
oplossing
Ø potentiaalverschil tussen het negatief geladen metaal en de
positief geladen oplossing
• Reactie 2 (ionendruk p):
Aantal ionen die in oplossing gaan is begrensd
Ionen concentratie (= positieve lading) oplossing neemt toe → positieve ionen vertonen door de
aantrekkingskracht van het negatief geladen metaal de neiging zich weer te ontladen.
Ø metaalionen in oplossing reageren met elektronen aan het metaaloppervlak
(reductie)
Ø er worden metaalatomen afgezet aan het elektrodeoppervlak onder de reactie:
Zn2+ + 2e- → Znvast
3
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper AVL2. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €5,49. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 57413 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen