İçeriğe atla

Mutlak elektrot potansiyeli

Mutlak elektrot potensiyeli, bir metalin evrensel bir referans sistemine göre (herhangi bir metal-solüsyon ara yüzeyi olmadan) ölçülen elektrokimyasal elektrik potensiyelidir.[1]

Tanım

Trasatti tarafından sunulan daha spesifik bir tanıma göre,[2] mutlak elektrot potansiyeli, elektrot bir metalin içinde bir noktada bulunan elektronik enerji ile (Fermi seviyesi) bu elektrodun içine daldırıldığı bir elektrolitin bir noktasında bulunan elektronik enerji arasındaki farka denir.

Mutlak elektrot potansiyelinin hassas düzeyde ölçümü zordur. Bu nedenle, standart hidrojen elektrodu (SHE) genel olarak referans potansiyeli olarak kullanılır. SHE'nin mutlak potansiyeli 4.44 ± 0.02 V (25 °C'de). Dolayısıyla, 25 °C'de herhangi bir elektrot için:

anlamları:

E: elektrot potansiyeli
V: birim volt
M: elektrot metal türü
(abs): mutlak potansiyel
(SHE): elektrot potansiyeli (standart hidrojen elektroduna görece)

Mutlak elektrot potansiyeli için literatürde alternatif bir tanım da önerilmiştir (tanım, mutlak yarı-hücre potansiyeli ve tek elektrot potansiyeli olarak da not edilmektedir).[3] Bu yaklaşımda, önce bir izotermik mutlak tek-elektrot proses (ya da mutlak yarı-hücre prosesi) tanımlanır. Örneğin, herhangi bir metalin okside olarak solüsyon iyonu oluşturması sırasında, proses şu şekilde tanımlanabilir:

M(metal) → M+(solüsyon) +
e-
(gaz)

Hidrojen elektrotu için, mutlak yarı-hücre prosesi:

1/2H2 (gaz) → H+(solüsyon) +
e-
(gaz)

Başka tür mutlak elektrot reaksiyonları da benzer olarak tanımlanabilir.

Ayrıca bakınız

  • Elektrokimyasal potansiyel
  • Galvani potansiyeli
  • Standart elektrot potensiyeli

Kaynakça

  1. ^ "IUPAC Gold Book - absolute electrode potential". 2 Mart 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ekim 2021. 
  2. ^ Trasatti, Sergio (1986). "The absolute electrode potential: an explanatory note (Recommendations 1986)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 58 (7). ss. 955-966. 24 Şubat 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 13 Ekim 2021. 
  3. ^ Rockwood, Alan L. (1 Ocak 1986). "Absolute half-cell thermodynamics: Electrode potential". Physical Review A. 33 (1). American Physical Society (APS). ss. 554-559. Bibcode:1986PhRvA..33..554R. doi:10.1103/physreva.33.554. ISSN 0556-2791. PMID 9896642. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bakır</span> Atom numarası 29 olan, 1B geçiş grubundaki metalik element

Bakır, Cu sembollü ve 29 atom sayılı bir kimyasal elementtir. Çok yüksek termal ve elektrik iletkenliği olan yumuşak, dövülebilir ve sünek bir metaldir. Yeni açığa çıkmış saf bakır yüzeyi pembemsi-turuncu renklidir. Bakır, ısı ve elektrik iletkeni olarak yapı malzemelerinde, çeşitli metal alaşımların bileşiminde, som gümüş gibi kuyumculukta, kupronikel denizcilik donanımı ve madenî para yapımında ve konstantan yük ölçerlerde ve sıcaklık ölçen termokupllarda kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Korozyon</span> Kimyasal tepkime ile oluşan bilinen ismi ile paslanma olayı

Korozyon, metal veya metal alaşımlarının oksitlenme veya diğer kimyasal etkilerle aşınma durumu. Demirin paslanması, alüminyumun oksitlenmesi korozyona örnek olarak verilebilir. Türkçeye yabancı dillerden giren korozyon sözcüğü; yenme, kemirilme gibi anlamlarla alakalıdır. Aşınma, çürüme, paslanma, bozulma ve yenim gibi sözcüklerle karşılanabilir.

Belirli bir oksidasyon veya redüksiyon yarı-reaksiyonu için “redüksiyon potansiyeli” adıyla bilinen rakamsal bir değer mevcuttur. Sembolü E° olup standart termodinamik şartlar altında anlamına gelir ve reaksiyonun yazıldığı yönde gerçekleşme olasılığının büyüklüğünü gösterir. Birimi Volt dur.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik akımı</span> elektrik yükü akışı

Elektrik akımı, elektriksel akım veya cereyan, en kısa tanımıyla elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Bu yük genellikle elektrik devrelerindeki kabloların içerisinde hareket eden elektronlar tarafından taşınmaktadır. Ayrıca, elektrolit içerisindeki iyonlar tarafından ya da plazma içindeki hem iyonlar hem de elektronlar tarafından taşınabilmektedir.

pH Sulu bir çözeltinin asitlik veya bazlık seviyesinin ölçümü

pH, bir çözeltinin asitlik veya bazlık derecesini tarif eden ölçü birimidir. pH'in açılımının ne olduğu kesin olarak bilinmese de genellikle "potential of hydrogen" veya "power of hydrogen" olduğu varsayılır.

<span class="mw-page-title-main">Elektromotor kuvvet</span>

Elektromanyetizma ve elektronikte, elektromotor kuvvet, elektriksel olmayan bir kaynak tarafından üretilen elektriksel eylemdir. Cihazlar (dönüştürücüler); piller ya da jeneratörler gibi diğer enerji türlerini elektrik enerjisine dönüştürerek bir emf sağlar. Bazen elektromotor kuvveti tanımlamak için su basıncına bir analoji kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Lityum iyon pil</span> şarj edilebilir pil türü

Bir lityum-iyon veya Li-iyon pil, enerji depolamak için lityum iyonlarının tersine çevrilebilir indirgemesini kullanan şarj edilebilir pil türüdür. Geleneksel lityum iyon pilinin anodu genelde karbon'dan yapılan grafit'tir. Katot genellikle metal oksit'tir. Elektrolit genelde bir organik çözücü içindeki lityum tuz'udur.

Elektrokimya, kimya biliminin bir alt dalı olup elektronik bir iletken ile iyonik bir iletken (elektrolit) arayüzeyinde gerçekleşen reaksiyonları inceler. Elektrokimyada amaç kimyasal enerji ve elektrik enerjisi arasındaki değişimi incelemektir.

<span class="mw-page-title-main">Redoks</span> Atomların oksidasyon durumlarının değiştiği kimyasal reaksiyon

Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:

Standart hidrojen elektrodu (SHE) (veya Normal hidrojen elektrodu (NHE)), bir redoks elektrodu olup oksidasyon-redüksiyon potansiyellerinin termodinamik ölçümlendirilmesinin temelini oluşturur. Mutlak eletrot potansiyeli 25oC de 4,44 ± 0.02 V olmasına rağmen, tüm diğer elektrot reaksiyonlarıyla karşılaştırılabilmesinde temel olması açısından, hidrojenin standart elektrot potansiyel değeri (E0) tüm sıcaklıklarda sıfır olarak kabul edilmiştir. Herhangi bir elektrodun potansiyeli, standart hidrojen elektrodunun aynı sıcaklıktaki potansiyeli ile karşılaştırılır.

<span class="mw-page-title-main">Kemiosmoz</span> Hücresel solunumu sağlayan elektrokimyasal prensip

Kemiosmoz; iyonların, elektrokimyasal gradyanı azaltmak için seçici geçirgen bir zardan geçme hareketidir. Hücresel solunumdaki ATP sentezinin gerçekleşmesini sağlayan enerjinin büyük bir kısmı hidrojenlerin yaptığı bu hareketten karşılanır.

Kimyada kimyasal enerji, pil, ampul ve hücre gibi bir kimyasal maddenin tepkime esnasındaki değişiminin potansiyelidir. Kimyasal bağ kurma veya koparma sonucu enerji açığa çıkar. Bu enerji bir kimyasal sistem tarafından ya emilir ya da yayılır.

Fermi enerjisi, elektronların toplam kimyasal potansiyeli ya da elektrokimyasal potansiyeli olarak tanımlanır ve µ veya şeklinde gösterilir. Bir cismin Fermi seviyesi, bir termodinamik miktardır ve termodinamik iş, cisme bir elektron eklemeye ihtiyaç duyduğundan ötürü, Fermi seviyesi önemlidir. Fermi seviyesinin açık bir şekilde anlaşılması-elektronik özelliklerin belirlenmesinde Fermi seviyesinin elektronik bağ yapısı ile olan ilişkisi ve bir elektronik devrede Fermi seviyesinin voltaj ve yük akışı ile olan ilişkisi- katı hal fiziğinin anlaşılması için gereklidir.

<span class="mw-page-title-main">Süper kapasitör</span> Elektronik

Bir süper kapasitör (SC), bazen ultracapacitor, olarak bilinir ve yüksek kapasiteli bir elektrokimyakapasitorü ile kapasitans değerleri 10.000’de = 1.2 volt köprü boşluğu arasında elektrolitik kapasitörler ve piller ile şarj edilebilir. Onlar genellikle birim hacim başına 10 ila 100 kat daha fazla enerji veya elektrolitik kapasitörler daha kütle mağaza, kabul ve şarj çok daha hızlı pil vermekle kalmaz ve çok daha fazla şarj ve şarj edilebilir pillere göre daha fazla yükleme ve boşaltma yapabilir. Ancak belirli şartlar altında geleneksel pillere göre 10 kat daha büyüktür.

<span class="mw-page-title-main">Nikel-hidrojen pil</span>

Nikel-hidrojen pil Nikel ve hidrojene dayanan şarj edilebilir bir elektrokimyasal güç kaynağıdır. Bir nikel-metal hidrit pilinden (NIMH), 1200 psi basınca kadar basınçlı bir hücrede depolanan, gaz halindeki hidrojen kullanılarak farklıdır. Nickel-hidrojen pil, 25 Şubat 1971 tarihinde Alexandr Ilich Kloss ve Boris Ioselevich Tsenter tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde patentlendi.

<span class="mw-page-title-main">Gaz metal ark kaynağı</span> Kaynak işlemi

Gaz metal ark kaynağı (GMAW) bazen alt tipleri metal inert gaz (MIG) ve metal aktif gaz (MAG) ile anılır, sarf malzemesi MIG tel elektrot ile iş parçası metal (ler) ini ısıtır ve füzyon yapmalarına neden olur.

<span class="mw-page-title-main">Voltametri</span>

Voltametri, analitik kimyada ve çeşitli endüstriyel işlemlerde kullanılan elektroanalitik yöntemlerin bir altdalıdır. Voltametride, potansiyel değiştirilirken buna bağlı olarak değişen akımın ölçülmesi ile analit hakkında bilgi elde edilir. Voltametrik bir deney için analitik veriler, analit tarafından üretilen akımı, çalışma elektrodunun potansiyeline karşı çizilmesi ile voltamogram denilen biçimde elde edilir.

pH metre

pH ölçer veya pH metre, su esaslı çözeltilerdeki hidrojen iyonu aktivitesini ölçen, asitliğini veya pH olarak ifade edilen bazikliğini gösteren bilimsel bir cihazdır. PH ölçer bir pH elektroduyla referans bir elektrot arasındaki elektrik potansiyeli farkını ölçer ve bu nedenle pH ölçer bazen "potansiyometrik pH ölçer" olarak adlandırılır. Elektrik potansiyelindeki fark çözeltinin asitliği veya pH'ı ile ilgilidir. PH ölçer, laboratuvar deneylerinden kalite kontrolüne kadar birçok uygulamada kullanılır.

Elektrokimyada Nernst denklemi, bir elektrokimyasal reaksiyonun indirgenme potansiyelini ; indirgeme ve oksidasyona uğrayan kimyasal türlerin standart elektrot potansiyeli, sıcaklığı ve aktiflikleri ile ilişkilendiren bir denklemdir. Denklemi formüle eden Alman fiziksel kimyacı Walther Nernst'in adını almıştır.

Polimer bazlı pil, dökme metaller yerine organik malzemeler kullanır. Metal bazlı piller, sınırlı kaynaklar, olumsuz çevresel etki ve yaklaşan ilerleme sınırı nedeniyle zorluklar yaşamaktadır. Redoks aktif polimerler, sentezlenebilmeleri, kapasiteleri, esneklikleri, hafiflikleri, düşük maliyetleri ve düşük toksisiteleri nedeniyle cazip seçeneklerdir.